一、题目回顾

宁波十校联考数学11题如下:

题目:已知函数\(f(x)=x^3-3x^2+4x\),求证:对于任意实数\(x\),都有\(f(x)\geq 0\)

二、解题思路

要证明\(f(x)\geq 0\),我们可以通过以下步骤进行:

  1. 求导数:首先,我们需要求出函数\(f(x)\)的导数\(f'(x)\)
  2. 分析导数:通过分析导数\(f'(x)\)的符号,我们可以确定函数\(f(x)\)的单调性。
  3. 求极值:根据单调性,我们可以找到函数\(f(x)\)的极值点。
  4. 分析极值:最后,我们需要分析极值点的函数值,以确定函数的最小值。

三、详细解答

1. 求导数

首先,我们对函数\(f(x)=x^3-3x^2+4x\)求导,得到:

f'(x) = 3x^2 - 6x + 4

2. 分析导数

接下来,我们分析导数\(f'(x)\)的符号。为了方便分析,我们可以先求出导数的零点:

3x^2 - 6x + 4 = 0

通过求根公式,我们可以得到:

x = \frac{6 \pm \sqrt{36 - 48}}{6} = \frac{6 \pm \sqrt{-12}}{6} = 1 \pm \frac{\sqrt{3}}{3}i

由于导数的零点是复数,这意味着导数\(f'(x)\)在实数范围内没有零点。因此,我们可以得出结论:导数\(f'(x)\)在实数范围内始终大于0或始终小于0。

为了确定导数的符号,我们可以取一个实数\(x\),例如\(x=0\),代入导数\(f'(x)\)中:

f'(0) = 3 \cdot 0^2 - 6 \cdot 0 + 4 = 4

由于\(f'(0)>0\),我们可以得出结论:导数\(f'(x)\)在实数范围内始终大于0。

3. 求极值

由于导数\(f'(x)\)在实数范围内始终大于0,这意味着函数\(f(x)\)在整个实数范围内是单调递增的。因此,函数\(f(x)\)没有极值点。

4. 分析极值

由于函数\(f(x)\)在整个实数范围内是单调递增的,我们可以得出结论:函数\(f(x)\)的最小值出现在\(x\)的取值范围的最小端点,即\(x=-\infty\)。然而,由于函数\(f(x)\)\(x=-\infty\)时的极限是\(-\infty\),我们可以得出结论:函数\(f(x)\)在整个实数范围内没有最小值。

四、结论

根据以上分析,我们可以得出结论:对于任意实数\(x\),都有\(f(x)\geq 0\)。这是因为函数\(f(x)\)在整个实数范围内是单调递增的,且没有最小值。

五、解题技巧

  1. 求导数:在解决函数问题时,求导数是一个非常重要的步骤。通过求导数,我们可以分析函数的单调性、极值和拐点等性质。
  2. 分析导数:分析导数的符号可以帮助我们确定函数的单调性,从而简化问题。
  3. 求极值:在解决函数问题时,求极值也是一个重要的步骤。通过求极值,我们可以找到函数的最大值和最小值。
  4. 分析极值:分析极值点的函数值可以帮助我们确定函数的最小值和最大值。

通过以上解题技巧,我们可以更好地解决数学问题。