已知f(x)=x3-x2-2x+c.常数c是实数.取得极小值时.求实数x的值,(II)当-1≤x≤2时.求f(x)的最大值.(II)当-1≤x≤2时.不等式f(x)<c2恒成立.求c的取值范围.

高中数学题库 2025-08-21 00:07:11
已知f(x)=x3-数学公式x2-2x+c,常数c是实数.
(I)当f(x)取得极小值时,求实数x的值;
(II)当-1≤x≤2时,求f(x)的最大值.
(II)当-1≤x≤2时,不等式f(x)<c2恒成立,求c的取值范围.在线课程解:(I)∵f(x)=x3-x2-2x+c
∴f′(x)=3x2-x-2
∴方程f′(x)=3x2-x-2=0的两个根为-和1,
∵当
当x>1时,f′(x)>0,
∴当x=1时,f(x)取得极小值.
(II)由(I)知:f′(x)=3x2-x-2
∵当x∈[-1,-)时,f′(x)>0,
当x时,f′(x)<0,
当x∈(1,2]时,f′(x)>0,
∴当x∈[-1,-)时,f(x)是增函数.
当x时,f(x)是减函数.
当x∈(1,2]时,f(x)是增函数.
所以当-≤x≤2时,f(x)的最大值只可能在x=-或者在x=2处取到.
又因为f()=,f(2)=2+c
所以f(2)>f(-
所以当-1≤x≤2时,f(x)的最大值为f(2)=2+c.
(III)当-1≤x≤2时,f(x)<c2恒成立的充要条件是f(x)最大值<c2
所以f(2)<c2即c2>2+c,解得c<-1或c>2.
所以c的取值范围是(-∞,-1)∪(2,+∞).
分析:(I)由题意得f′(x)=3x2-x-2所以方程f′(x)=3x2-x-2=0的两个根为-和1,又因为当,当x>1时,f′(x)>0,所以可得到答案.
(II)f′(x)=3x2-x-2∵当x∈[-1,-)时,f′(x)>0,当x时,f′(x)<0,当x∈(1,2]时,f′(x)>0,由导数的几何意义得到函数的单调性,通过函数的单调性可得当-≤x≤2时,f(x)的最大值只可能在x=-或者在x=2处取到,可得f(2)>f(-),所以f(x)的最大值为f(2)=2+c.
(III)当-1≤x≤2时,f(x)<c2恒成立的充要条件是f(x)最大值<c2,所以f(2)<c2即c2>2+c.
点评:本题主要考查利用导数求函数的极值、函数的最值,利用函数的最值解决恒成立问题,这也是高考考查的热点之一.