问题 解答题

已知函数f(x)=x4+ax2+b的图象在点(1,f(1))处与直线y=-4x+2相切.

(Ⅰ)求a、b的值;

(Ⅱ)求f(x)的单调区间.

(Ⅲ)求函数f(x)在区间[-m,m](m>0)上的最大值和最小值.

答案

(Ⅰ)f(1)=-4×1+2=-2⇒1+a+b-2⇒a+b=-3,

f'(x)=4x3+2ax,f'(1)=-4⇒2a+4=-4

∴a=-4,b=1.

(Ⅱ)f(x)=x4-4x2+1⇒f'(x)=4x3-8x=4x(x2-2),f'(x)=0的根为0,±

2

在(-∞,-

2
)上,f'(x)<0,函数f(x)单调递减;在(-
2
,0)上,f'(x)>0,函数f(x)单调递增;

在(0,

2
)上,f'(x)<0,函数f(x)单调递减;在(
2
,+∞)上,f'(x)>0,函数f(x)单调递增;

故函数f(x)的单调递增区间为(-

2
,0)、(
2
+∞);单调递减区间为(-∞,-
2
)、(0,
2
).

(Ⅲ)f(-

2
)=f(
2
)=-3,f(0)=1,由f(x)=x4-4x2+1=1得,x=0,x=±2,

∴当0<m<

2
时,f(x)在[-m,m]上的最大值是1,最小值是f(m)=m4-4m2+1;

2
≤m≤2时,f(x)在[-m,m]上的最大值是1,最小值是f(
2
)=-3.

当m>2时,f(x)在[-m,m]上的最大值是f(m)=m4-4m2+1,最小值是f(

2
)=-3.

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