已知函数f(x)=x(x-9) 2 ,x∈[0,+∞)存在区间[a,b]⊆[0,+∞),使得函数f(x)在区间[a,b]

1个回答

  • ∵函数f(x)=x(x-9) 2=x 3-18x 2+81x

    ∴f′(x)=3x 2-36x+81=3(x-9)(x-3),x∈[0,+∞),

    ∴当x∈[0,3]时f′(x)≥0,则函数在[0,3]上单调递增

    当x∈[3,9]时f′(x)0,则函数在[3,9]上单调递减

    当x∈(9,+∞)时f′(x)>0,则函数在(9,+∞)上单调递增

    ∴当x=3时,函数取极大值108,当x=9时,函数取极小值0.

    (1)当a,b∈[0,3]时,f(x)在[0,3]上为增函数,

    f(a)=a(a-9) 2 =ka

    f(b)=b(b-9) 2 =kb

    即在[0,3]上存在两个不等的实数使得(x-9) 2=k

    而y=(x-9) 2在[0,3]上单调递减,故不存在满足条件的k值;

    (2)当a,b∈[3,9]时,f(x)在[3,9]上为减函数,

    f(a)=a(a-9) 2 =kb

    f(b)=b(b-9) 2 =ka

    即a=b,此时实数a,b的值不存在.

    (3)当a,b∈(9,+∞)时,f(x)在(9,+∞)上为增函数,

    f(a)=a(a-9) 2 =ka

    f(b)=b(b-9) 2 =kb

    即在(9,+∞)上存在两个不等的实数使得(x-9) 2=k

    而y=(x-9) 2在(9,+∞)上单调递增,故不存在满足条件的k值;

    (4)当a∈[0,3),b∈[3,9]时,3∈[a,b],f(3)=108=kb

    ∴k=

    108

    b ∈[12,36]

    (5)当a∈(3,9),b∈[9,+∞)时,9∈[a,b],f(9)=0=ka

    根据题意可知k>0

    ∴a=0,不可能成立

    (6)令f(x)=x(x-9) 2=108解得x=3或12

    令f(x)=x(x-9) 2=0解得x=0或9

    ①当a∈[0,3),b∈[9,12)时,

    9∈[a,b],f(9)=0=ka,3∈[a,b],f(3)=108=kb

    根据题意可知k>0

    ∴a=0,k=

    108

    b ∈[9,12]

    ②当a∈[0,3),b∈[12,+∞)时,

    9∈[a,b],f(9)=0=ka,

    根据题意可知k>0

    ∴a=0,

    且f(b)=b(b-9) 2=kb

    k=(b-9) 2≥9

    综上所述:k∈[9,+∞)

    故最小的k值为9

    故选B.