题目
6. 设函数 f(x)=x(x-1)(x-2)(x-3),则方程 f’(x)=0 的实根个数为().A. 1B. 2C. 3D. 4
6. 设函数 f(x)=x(x-1)(x-2)(x-3),则方程 f’(x)=0 的实根个数为().
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
题目解答
答案
C. 3
解析
考查要点:本题主要考查导数的计算及导数零点的个数判断,涉及多项式函数的极值点分析。
解题核心思路:
- 原函数分析:函数$f(x)=x(x-1)(x-2)(x-3)$是四次多项式,图像在相邻根之间必然存在极值点,因此导数$f'(x)$在这些区间内至少有一个零点。
- 导数性质:三次多项式$f'(x)$最多有三个实根,结合罗尔定理,原函数在相邻根之间必有一个极值点,故导数有三个实根。
破题关键点:
- 极值点的存在性:四次函数在相邻根之间至少有一个极值点,对应导数的一个零点。
- 三次多项式的实根数量:三次多项式最多有三个实根,结合极值点数量可直接确定答案。
步骤1:分析原函数图像
函数$f(x)=x(x-1)(x-2)(x-3)$是四次多项式,首项系数为正,图像呈“U”型开口向上。其根为$x=0,1,2,3$,相邻根之间($0$到$1$,$1$到$2$,$2$到$3$)必然存在极值点,因此导数$f'(x)$在这些区间内各有一个零点。
步骤2:导数的实根数量
导数$f'(x)$是三次多项式,最多有三个实根。根据罗尔定理,原函数在相邻根之间必有一个极值点,对应导数的一个零点。因此,导数共有3个实根。
步骤3:验证三次方程的根
展开$f(x)$得$f(x)=x^4-6x^3+11x^2-6x$,求导得:
$f'(x)=4x^3-18x^2+22x-6.$
通过试根法和因式分解可得:
$f'(x)=(x-3)(4x^2-6x+2)=0,$
解得$x=3$,$x=1$,$x=0.5$,共3个实根。