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【函数极值的应用已知函数f(x)=(x^4)/4-x^3-(9x^2)/2+cx有三个极值点.(1)证明-27小于c小于5(2)若存在c,是函数f(x)在区间【a,a+2】上单调递减,求a的取值范围.特别是第二问!又f′(x)=x3+3x2-9x+c,当c=-2】
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问题描述:

函数极值的应用

已知函数f(x)=(x^4)/4-x^3-(9x^2)/2+cx有三个极值点.

(1)证明-27小于c小于5

(2)若存在c,是函数f(x)在区间【a,a+2】上单调递减,求a的取值范围.

特别是第二问!

又f′(x)=x3+3x2-9x+c,当c=-27时,f′(x)=(x-3)(x+3)2;当c=5时,f′(x)=(x+5)(x-1)2.

因此,当-27<c<5时,1<x3<3

这部怎么来的!

沙占江回答:
  解(Ⅰ)因为函数f(x)=x4+x3-x2+cx有三个极值点,所以   f′(x)x3+3x3-9x+c=0有三个互异的实根.   设g(x)=x3+3x2-9x+c,则g′(x)=3x2+6x-9=3(x+3)(x-1).   当x<-3时,g′(x)>0,g(x)在(-∞,-3)上为增函数,   当-3<x<1时,g′(x)<0,g(x)在(-3,1)上为减函数,   当x>1时,g′(x)>0,g(x)在(1,+∞)上为增函数.   所以函数g(x)在x=-3时取极大值,在x=1时取极小值.   当g(-3)≤0或g(1)≥0时,g(x)=0最多只有两个不同实根,因为g(x)=0有三个不同实根,所以g(-3)>0,且g(1)<0.即-27+27+27+c>0,且1+3-9+c<0,解得c>-27,且c<5.   故-27<c<5.   (Ⅱ)由(Ⅰ)的证明可知,当-27<c<5时,f(x)有三个极值点,不妨设为x1,x2,x3(x1<x2<x3),则f′(x)=(x-x1)(x-x2)(x-x3).   所以f(x)的单调递减区间是(-∞,x1],[x2,x3].   若f(x)在区间[a,a+2]上单调递减,则[a,a+2](-∞,x1],或[a,a+2][x2,x3].   若[a,a+2](-∞,x1],则a+2≤x1,由(Ⅰ)知,x1<-3,于是a<-5.   若[a,a+2][x2,x3],则a≥x2,且a+2≤x3.由(Ⅰ)知,-3<x2<1.   又f′(x)=x3+3x2-9x+c,当c=-27时,f′(x)=(x-3)(x+3)2;当c=5时,f′(x)=(x+5)(x-1)2.   因此,当-27<c<5时,1<x3<3.   所以a<-3,且a+2<3.即-3<a<1.   故a<-5,或-3<a<1.   反之,当a<-5,或-3<a<1时,总可找到c(-27,5),使f(x)在区间[a,a+2]上单调递减.   综上所述,a的取值范围是(-∞,-5)(-3,1).
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