题目
11.设 (x)=a(x)^3-3a(x)^2+b(agt 0) 在区间 [ -1,3] 上的最大值为1,最小值为 -3., 试求常数a和b的值.

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定函数的导数
首先,我们计算函数 $f(x) = ax^3 - 3ax^2 + b$ 的导数,以确定函数的单调性。
$$f'(x) = 3ax^2 - 6ax$$
步骤 2:求导数的零点
令 $f'(x) = 0$,解得 $x = 0$ 或 $x = 2$。
步骤 3:分析函数的单调性
由于 $a > 0$,我们分析 $f'(x)$ 的符号:
- 当 $x < 0$ 或 $x > 2$ 时,$f'(x) > 0$,函数单调递增;
- 当 $0 < x < 2$ 时,$f'(x) < 0$,函数单调递减。
步骤 4:确定函数的极值点
根据单调性分析,$x = 0$ 和 $x = 2$ 是函数的极值点。
步骤 5:计算函数在区间端点和极值点的值
- $f(-1) = -4a + b$
- $f(0) = b$
- $f(2) = -4a + b$
- $f(3) = b$
步骤 6:确定最大值和最小值
根据题目条件,函数在区间 $[-1, 3]$ 上的最大值为1,最小值为-3。因此,我们有:
- $f(0) = b = 1$
- $f(-1) = -4a + b = -3$
步骤 7:求解常数a和b
将 $b = 1$ 代入 $-4a + b = -3$,解得 $a = 1$。
首先,我们计算函数 $f(x) = ax^3 - 3ax^2 + b$ 的导数,以确定函数的单调性。
$$f'(x) = 3ax^2 - 6ax$$
步骤 2:求导数的零点
令 $f'(x) = 0$,解得 $x = 0$ 或 $x = 2$。
步骤 3:分析函数的单调性
由于 $a > 0$,我们分析 $f'(x)$ 的符号:
- 当 $x < 0$ 或 $x > 2$ 时,$f'(x) > 0$,函数单调递增;
- 当 $0 < x < 2$ 时,$f'(x) < 0$,函数单调递减。
步骤 4:确定函数的极值点
根据单调性分析,$x = 0$ 和 $x = 2$ 是函数的极值点。
步骤 5:计算函数在区间端点和极值点的值
- $f(-1) = -4a + b$
- $f(0) = b$
- $f(2) = -4a + b$
- $f(3) = b$
步骤 6:确定最大值和最小值
根据题目条件,函数在区间 $[-1, 3]$ 上的最大值为1,最小值为-3。因此,我们有:
- $f(0) = b = 1$
- $f(-1) = -4a + b = -3$
步骤 7:求解常数a和b
将 $b = 1$ 代入 $-4a + b = -3$,解得 $a = 1$。