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已知定义在实数集R上的函数f(x)=ax3+bx2+cx+d,其中a,b,c,d...

已知定义在实数集R上的函数f(x)=ax3+bx2+cx+d,其中a,b,c,d是实数.
(1)若函数f(x)在区间(-∞,-1)和(3,+∞)上都是增函数,在区间(-1,3)上是减函数,并且f(0)=-7,f′(0)=-18,求函数f(x)的表达式;
(2)若a,b,c满足b2-3ac<0,求证:函数f(x)是单调函数.
(1)因为函数f(x)在区间(-∞,-1)和(3,+∞)上都是增函数,在区间(-1,3)上是减函数,则导数在区间(-∞,-1)和(3,+∞)上都大于零,在区间(-1,3)上小于零,可知,-1和3对应的导数值为0,再由f′(0)=-18,可求得导函数,再利用导函数与原函数间的关系,表示出原函数,再由f(0)=-7求解. (2)若函数f(x)是单调函数,则导函数对应的方程无根即可,所以下面就转化为导数是恒大于零还是恒小于零问题求解. 解(1)f′(x)=3ax2+2bx+c. 由f'(0)=-18得c=-18,即f′(x)=3ax2+2bx-18.(3分) 又由于f(x)在区间(-∞,-1)和(3,+∞)上是增函数,在区间(-1,3)上是减函数, 所以-1和3必是f′(x)=0的两个根. 从而(5分) 又根据f(0)=-7,所以f(x)=2x3-6x2-18x-7(7分) (2)f′(x)=3ax2+2bx+c由条件b2-3ac<0可知a≠0,c≠0.(9分) 因为f'(x)为二次三项式, 并且△=(2b)2-4(3ac)=4(b2-3ac)<0, 所以,当a>0时,f'(x)>0恒成立,此时函数f(x)是单调递增函数; 当a<0时,f'(x)<0恒成立,此时函数f(x)是单调递减函数. 因此,对任意给定的实数a,函数f(x)总是单调函数.(12分)
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试题属性
  • 题型:解答题
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