问题
解答题
已知函数f(x)=x3. (Ⅰ)记φ(x)=f(x)+
(Ⅱ)若函数h(x)=λ•
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答案
(Ⅰ)由已知:f(x)=x3,∴φ(x)=x3+tx2,φ′(x)=3x2+2tx=3x(x+
),2t 3
由φ'(x)=0⇒x=0,或x=-
,2t 3
当t=0时,φ'(x)=3x2≥0,∴φ(x)在(-∞,+∞)为增函数,此时不存在极值;
当t>0时,x变化时,φ'(x),φ(x)变化如下:
x | (-∞,-
| -
| (-
| 0 | (0,+∞) | ||||||
φ'(x) | + | 0 | - | 0 | + | ||||||
φ(x) | 递增 | 极大值 | 递减 | 极小值 | 递增 |
当t<0时,x变化时,φ'(x),φ(x)变化如下:
x | (-∞,0) | 0 | (0,-
| -
| (-
| ||||||
φ'(x) | + | 0 | - | 0 | + | ||||||
φ(x) | 递增 | 极大值 | 递减 | 极小值 | 递增 |
2t |
3 |
4 |
27 |
综上所述,当t<0时,极小值为
t3;当t>0时,极小值为0.7 24
(Ⅱ)h(x)=3λx+sinx⇒h'(x)=3λ+cosx,
设两切点分别为(t1,h(t1)),(t2,h(t2)),则h'(t1)h'(t2)=-1,
即(3λ+cost1)(3λ+cost2)=-1,⇒9λ2+3(cost1+cost2)λ+(cost1cost2+1)=0 …(*),
∵λ∈R,∴方程(*)的判别式△=[3(cost1+cost2)]2-36(cost1cost2+1)≥0,
即(cost1-cost2)2≥4,又-1≤cost1≤1,-1≤cost2≤1,∴(cost1-cost2)2≤4,
从而可得:(cost1-cost2)2=4,
上式要成立当且仅当
,或cost1=1 cost2=-1
,cost1=-1 cost2=1
此时方程(*)的解为λ=0,
∵x≠0,∴存在λ=0,此时函数h(x)=λ•
+sinx的图象在点(2kπ,0)(k∈Z,k≠0)处的切线和在点(2mπ+π,0)(m∈Z)处的切线互相垂直.f′(x) x