题目
试证明:如果函数 =a(x)^3+b(x)^2+cx+d 满足条件 ^2-3aclt 0, 那么这函数没有-|||-极值.
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查利用导数判断函数极值的存在性,涉及二次函数的判别式及图像性质的应用。
解题核心思路:
- 求导:找到原函数的导数,分析其根的情况。
- 判别式分析:通过导数的判别式判断导数是否为零,从而确定函数是否存在极值。
- 导数符号判断:结合二次函数的开口方向,分析导数在整个定义域内的符号,进而判断函数的单调性。
破题关键点:
- 导数无实根:当判别式 $\Delta < 0$ 时,导数始终为正或始终为负,函数单调。
- 开口方向决定符号:二次项系数 $3a$ 的符号决定导数的图像开口方向,从而确定导数的符号。
步骤1:求导数
原函数为 $y = a x^3 + b x^2 + c x + d$,其导数为:
$y' = 3a x^2 + 2b x + c$
步骤2:分析导数的判别式
导数为二次函数,判别式为:
$\Delta = (2b)^2 - 4 \cdot 3a \cdot c = 4b^2 - 12ac = 4(b^2 - 3ac)$
根据题设条件 $b^2 - 3ac < 0$,可得 $\Delta < 0$,说明导数方程无实根。
步骤3:分析导数的符号
- 当 $a > 0$ 时:二次项系数 $3a > 0$,抛物线开口向上,且 $\Delta < 0$ 说明图像始终在x轴上方,故 $y' > 0$,函数在 $\mathbb{R}$ 上单调递增。
- 当 $a < 0$ 时:二次项系数 $3a < 0$,抛物线开口向下,且 $\Delta < 0$ 说明图像始终在x轴下方,故 $y' < 0$,函数在 $\mathbb{R}$ 上单调递减。
步骤4:结论
函数在整个定义域内单调,因此不存在极值点。