已知函数f(x)=6lnx-ax2-8x+b,其中a,b为常数且x=3是f(x)的一个极值点.
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/09/14 10:36:11
已知函数f(x)=6lnx-ax2-8x+b,其中a,b为常数且x=3是f(x)的一个极值点.
(1)求a的值;
(2)求函数f(x)的单调减区间;
(3)若y=f(x)的图象与x轴有且只有3个交点,求b的取值范围.
(1)求a的值;
(2)求函数f(x)的单调减区间;
(3)若y=f(x)的图象与x轴有且只有3个交点,求b的取值范围.
(1)∵f(x)=6lnx-ax2-8x+b,
∴f′(x)=
6
x-2ax-8,
又∵x=3是f(x)的一个极值点
∴f′(3)=2-6a-8=0,
则a=-1.
(2)函数f(x)的定义域为(0,+∞).
由(I)知f(x)=6lnx+x2-8+b.
∴f′(x)=
6
x+2x-8=
2(x2−4x+3)
x.
由f′(x)>0可得x>3或x<1,由f′(x)<0可得1<x<3.
∴函数f(x)的单调递增区间为(0,1)和(3,+∞),单调递减区间为(1,3).
(3)由(Ⅱ)可知函数f(x)在(0,1)单调递增,在(1,3)单调递减,在(3,+∞)单调递增.
且当x=1或x=3时,f′(x)=0.
∴f′(x)的极大值为f(1)=6ln1+1-8+b=b-7,
f′(x)的极大值为f(3)=6ln3+9-24+b=6ln3+b-15.
∵当x充分接近0时,f′(x)<0.当x充分大时,f(x)>0.
∴要使的f′(x)图象与x轴正半轴有且仅有三个不同的交点,只
需f(1)•f(3)<0
即(b-7)•(6ln3+b-15)<0
解得:7<b<15-6ln3
∴f′(x)=
6
x-2ax-8,
又∵x=3是f(x)的一个极值点
∴f′(3)=2-6a-8=0,
则a=-1.
(2)函数f(x)的定义域为(0,+∞).
由(I)知f(x)=6lnx+x2-8+b.
∴f′(x)=
6
x+2x-8=
2(x2−4x+3)
x.
由f′(x)>0可得x>3或x<1,由f′(x)<0可得1<x<3.
∴函数f(x)的单调递增区间为(0,1)和(3,+∞),单调递减区间为(1,3).
(3)由(Ⅱ)可知函数f(x)在(0,1)单调递增,在(1,3)单调递减,在(3,+∞)单调递增.
且当x=1或x=3时,f′(x)=0.
∴f′(x)的极大值为f(1)=6ln1+1-8+b=b-7,
f′(x)的极大值为f(3)=6ln3+9-24+b=6ln3+b-15.
∵当x充分接近0时,f′(x)<0.当x充分大时,f(x)>0.
∴要使的f′(x)图象与x轴正半轴有且仅有三个不同的交点,只
需f(1)•f(3)<0
即(b-7)•(6ln3+b-15)<0
解得:7<b<15-6ln3
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