【求解答案】a=3;f(x)=x³-3/2x²-6x+2;f(x)的极小值等于-8。
【求解思路】
1、根据极值的充分条件可知,当有极值存在,则f'(x0)=0。所以求解 (ax²-3x-6)=0方程,即可得到a值。
2、根据导数的几何意义,可知y(x)的切线的斜率等于 k=f'(x )。由此,通过积分计算得到y(x )。即f(x)=∫f'(x)dx=∫(ax²-3x-6)dx=a/3·x³-3/2x²-6x+C
3、根据“当x=-1时,y=11/2为极大值。”的条件,求得积分常数C值。得到f(x)的表达式。
4、根据极值的充分条件,(1)求f(x)的一阶导数f'(x)和二阶导数f"(x);(2)求f'(x)=0时的x极值点;(3)把x值代入f"(x)中,判断其是极小值还是极大值。
【求解过程】 解:
1、求a值
根据条件当x=-1时,y(x)有极值。根据极值的充分条件,有
a×(-1)²-3×(-1)-6=0,a=3
2、求f(x)的表达式
根据导数的几何意义,可知
k=f'(x )=3x²-3x-6
积分上式,有
f(x)=∫f'(x )dx=∫(3x²-3x-6)dx=x³-3/2x²-6x+C
再根据已知条件,当x=-1时,y=11/2。则
(-1)³-3/2·(-1)²-6·(-1)+C=11/2
C=2
所以,原函数f(x)=x³-3/2x²-6x+2
3、求极值
(1)求f(x)的一阶导数f'(x)和二阶导数f"(x)
f'(x)=(x³-3/2x²-6x+2)'=3x²-3x-6=3(x+1)(x-2)
f"(x)=(x³-3/2x²-6x+2)"=(3x²-3x-6)'=6x-3
(2)求f'(x)=0时的极值点
3(x+1)(x-2)=0,得
x1=-1,y1=11/2
x2=2,y2=-8
(3)判断所求的极值点是极小值还是极大值
当x=-1时,f"(-1)=6·(-1)-3=-9<0,有极大值
当x=2时,f"(2)=6·(2)-3=9>0,有极小值
所以,f(x)的极小值等于-8。
【本题知识点】
1、导数的几何意义。在几何上,函数f(x)的导数 f'(x) 是函数y=f(x)表示的曲线在点x 的切线的斜率,即 k=f ′(x) = tanα
式中,α为曲线在点x的切线与x轴的夹角。
2、极值判断条件。
1)、一元函数的极值。如果函数f(x)在点x0的某一邻域内满足f(x)<f(x0),则称f(x0)为函数f(x)的极大值;如果函数f(x)在点(x0)的某一邻域内满足f(x)>f(x0),则称f(x0)为函数f(x)的极小值。点(x0)称为极值点。
2、极值的判定。可以根据第一充分条件和第二充分条件来判断。
第一充分条件:设y=f(x)在x0的某一邻域可导,且f'(x0)=0或f'(x0)不存在,如果y'在x0的两侧异号,则f(x0)为极值;如果y'在x0的两侧同号,则f(x0)非极值。
第二充分条件:设y=f'(x0)=0,f"(x0)存在,且f"(x0)≠0,如果f"(x0)>0,则f(x0)为极小值;如果f"(x0)<0,则f(x0)为极大值。