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数学
题目

已知曲线=a(x)^3+b(x)^2+cx-1在=a(x)^3+b(x)^2+cx-1处有水平切线,且在点=a(x)^3+b(x)^2+cx-1处取得拐点,求=a(x)^3+b(x)^2+cx-1的值.

已知曲线在处有水平切线,且在点处取得拐点,求的值.

题目解答

答案

首先,因为曲线在处有水平切线,所以该点的导数为,即:

将代入上式,得到:

化简得到:

其次,因为曲线在点处取得拐点,所以该点的二阶导数为,即:

将代入上式,得到:

联立上述两个方程,可以得到一个方程组:

解得:

最后,将点代入曲线方程,得到:

将代入上式,得到:

将代入,得到:

将代入,得到:

综上,的值分别为.

解析

考查要点:本题主要考查三次曲线的导数应用,包括利用导数求切线斜率、拐点的判定条件,以及通过方程组求解参数的能力。

解题核心思路:

  1. 水平切线条件:曲线在某点处的导数为0,即一阶导数在该点等于0。
  2. 拐点条件:拐点处二阶导数为0,且该点在曲线上。
  3. 联立方程:通过上述条件建立方程组,解出参数$a$、$b$、$c$的值。

破题关键点:

  • 正确理解条件:明确“水平切线”对应一阶导数为0,“拐点”对应二阶导数为0且点在曲线上。
  • 代数运算:注意方程组的建立与求解过程中的符号和系数处理。

步骤1:求一阶导数并代入水平切线条件

曲线方程为$y = a x^3 + b x^2 + c x - 1$,其一阶导数为:
$y' = 3a x^2 + 2b x + c$
在$x = -2$处有水平切线,故$y'(-2) = 0$:
$3a(-2)^2 + 2b(-2) + c = 0 \implies 12a - 4b + c = 0 \quad \text{(方程1)}$

步骤2:求二阶导数并代入拐点条件

二阶导数为:
$y'' = 6a x + 2b$
在拐点$(1, -11)$处,二阶导数为0:
$6a(1) + 2b = 0 \implies 3a + b = 0 \quad \text{(方程2)}$

步骤3:代入拐点坐标到原方程

点$(1, -11)$在曲线上,代入原方程:
$a(1)^3 + b(1)^2 + c(1) - 1 = -11 \implies a + b + c = -10 \quad \text{(方程3)}$

步骤4:联立方程组求解

  1. 由方程2得:$b = -3a$。
  2. 将$b = -3a$代入方程1:
    $12a - 4(-3a) + c = 0 \implies 24a + c = 0 \implies c = -24a$
  3. 将$b = -3a$和$c = -24a$代入方程3:
    $a + (-3a) + (-24a) = -10 \implies -26a = -10 \implies a = \frac{5}{13}$
  4. 代入$b = -3a$和$c = -24a$:
    $b = -3 \cdot \frac{5}{13} = -\frac{15}{13}, \quad c = -24 \cdot \frac{5}{13} = -\frac{120}{13}$

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