题目
(以下为假设的数学一卷11题内容,具体题目请以实际试卷为准)
设函数 ( f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x + 1 ),求 ( f(x) ) 在区间 ([0, 3]) 上的最大值和最小值。
解题思路
- 求导数:首先对函数 ( f(x) ) 求导,得到 ( f’(x) )。
- 求驻点:令 ( f’(x) = 0 ),解出驻点。
- 求端点值:计算 ( f(x) ) 在区间端点 ( x = 0 ) 和 ( x = 3 ) 的值。
- 比较大小:比较驻点和端点处的函数值,确定最大值和最小值。
解题步骤
步骤一:求导数
对 ( f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x + 1 ) 求导,得到: [ f’(x) = 3x^2 - 12x + 9 ]
步骤二:求驻点
令 ( f’(x) = 0 ),解方程: [ 3x^2 - 12x + 9 = 0 ] [ x^2 - 4x + 3 = 0 ] [ (x - 1)(x - 3) = 0 ] 解得 ( x = 1 ) 和 ( x = 3 )。
步骤三:求端点值
计算 ( f(x) ) 在 ( x = 0 ) 和 ( x = 3 ) 处的值: [ f(0) = 0^3 - 6 \cdot 0^2 + 9 \cdot 0 + 1 = 1 ] [ f(3) = 3^3 - 6 \cdot 3^2 + 9 \cdot 3 + 1 = 27 - 54 + 27 + 1 = 1 ]
步骤四:比较大小
比较驻点和端点处的函数值:
- 驻点 ( x = 1 ) 处的函数值为 ( f(1) = 1^3 - 6 \cdot 1^2 + 9 \cdot 1 + 1 = 5 )。
- 端点 ( x = 0 ) 和 ( x = 3 ) 处的函数值均为 ( 1 )。
因此,函数 ( f(x) ) 在区间 ([0, 3]) 上的最大值为 ( 5 ),最小值为 ( 1 )。
标准答案
最大值:( 5 )
最小值:( 1 )
总结
本题考查了函数的极值问题,通过求导数、求驻点、求端点值和比较大小等步骤,可以找到函数在指定区间上的最大值和最小值。这类题目在数学竞赛和高考中较为常见,需要考生熟练掌握相关知识点。
