考研数学一第11题

更新时间:2025-11-20 08:14:44
最佳答案

题目:设函数$f(x)=x^3-3x^2+4x+1$,求$f(x)$的极值点。

解答:

首先,求出$f(x)$的一阶导数:
$$f'(x)=3x^2-6x+4$$

令$f'(x)=0$,解得:
$$3x^2-6x+4=0$$
$$x^2-2x+\frac{4}{3}=0$$
$$x_1=1-\frac{2\sqrt{3}}{3}, x_2=1+\frac{2\sqrt{3}}{3}$$

接下来,求出$f(x)$的二阶导数:
$$f''(x)=6x-6$$

将$x_1$和$x_2$分别代入$f''(x)$,得到:
$$f''(1-\frac{2\sqrt{3}}{3})=-2\sqrt{3}<0$$
$$f''(1+\frac{2\sqrt{3}}{3})=2\sqrt{3}>0$$

因为$f''(1-\frac{2\sqrt{3}}{3})<0$,所以$x_1=1-\frac{2\sqrt{3}}{3}$是$f(x)$的极大值点;因为$f''(1+\frac{2\sqrt{3}}{3})>0$,所以$x_2=1+\frac{2\sqrt{3}}{3}$是$f(x)$的极小值点。

最后,计算$f(x)$在$x_1$和$x_2$处的函数值:
$$f(1-\frac{2\sqrt{3}}{3})=\frac{2\sqrt{3}}{3}-\frac{4\sqrt{3}}{3}+4\cdot\frac{1}{3}+1=\frac{5}{3}-\frac{2\sqrt{3}}{3}$$
$$f(1+\frac{2\sqrt{3}}{3})=\frac{2\sqrt{3}}{3}+\frac{4\sqrt{3}}{3}+4\cdot\frac{1}{3}+1=\frac{5}{3}+\frac{2\sqrt{3}}{3}$$

综上所述,$f(x)$的极大值点为$x_1=1-\frac{2\sqrt{3}}{3}$,极小值点为$x_2=1+\frac{2\sqrt{3}}{3}$。

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