设a>0,函数f(x)=(ax b)/(x^2 1),b为常数。(1)证明:函数f(x)的极大值点和极小值
解: (1)证明如下: 对f(x)=(ax b)/(x^2 1)求导, f'(x)=[a*(x^2 1)-(ax b)*2x]/(x^2 1) =-a(x^2 2b/a*x-1)/(x^2 1)^2, ① 因为a>0,f'(x)的符号仅由x^2 2b/a*x-1的符号决定(与之相反)。 令f'(x)=0得:-a(x^2 2b/a*x-1)/(x^2 1)^2=0, 即,a(x^2 2b/a*x-1)=0, x^2 2b/a*x-1=0, ② 该二次方程的判别式Δ=4(b/a)^2 4>0(恒为正),故必有两个实...全部
解: (1)证明如下: 对f(x)=(ax b)/(x^2 1)求导, f'(x)=[a*(x^2 1)-(ax b)*2x]/(x^2 1) =-a(x^2 2b/a*x-1)/(x^2 1)^2, ① 因为a>0,f'(x)的符号仅由x^2 2b/a*x-1的符号决定(与之相反)。
令f'(x)=0得:-a(x^2 2b/a*x-1)/(x^2 1)^2=0, 即,a(x^2 2b/a*x-1)=0, x^2 2b/a*x-1=0, ② 该二次方程的判别式Δ=4(b/a)^2 4>0(恒为正),故必有两个实根。
即二次函数x^2 2b/a*x-1必有两个零点,且在两个零点附近,该二次函数变号,且由二次函数的图像易知,两个零点附近符号变化相反(一个零点附件符号由正变负,另外一个零点附近符号符号由负变正)。
故f'(x)有且仅有两个零点,两个零点附近符号变化相反,则f(x)在两个驻点处一个取极大值,一个取极小值。 (2)设方程②的解为:x1, x2, 且x10,故b^2 a^2≠0,则4-a^2=0,a=2(a>0) 把a=2代入⑦得:b[16 8-2*b^2]=0, ⑦ 所以b=0或±2√3。
由于方程⑤⑥并非方程③④的充要条件,故还需代入验证。
当a=2,b=0时,由③④,x1=-1,x2=1,f(x1)=-1,f(x2)=1,符合要求; 当a=2,b=2√3时,由③④,x1=(√3 1)^2/2,x2=-(√3-1)^2/2,与假设x1 当a=2,b=-2√3时,由③④,x1=(√3-1)^2/2,x2=-(√3 1)^2/2,与假设x1 综上a=2,b=0即为所求。收起