在数学考研的难度习题中,以下是一道经典的题目:
题目:设函数 \( f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x \),求函数 \( f(x) \) 在区间 \( [0, 3] \) 上的最大值和最小值。
解答过程如下:
1. 求导数:\( f'(x) = 3x^2 - 12x + 9 \)。
2. 求导数的零点:令 \( f'(x) = 0 \),解得 \( x = 1 \) 或 \( x = 3 \)。
3. 确定极值点:在 \( x = 1 \) 和 \( x = 3 \) 处,\( f''(x) = 6x - 12 \),当 \( x = 1 \) 时,\( f''(1) = -6 \),故 \( x = 1 \) 为极大值点;当 \( x = 3 \) 时,\( f''(3) = 6 \),故 \( x = 3 \) 为极小值点。
4. 计算极值:\( f(1) = 1^3 - 6 \times 1^2 + 9 \times 1 = 4 \),\( f(3) = 3^3 - 6 \times 3^2 + 9 \times 3 = 0 \)。
5. 比较端点值:在区间 \( [0, 3] \) 的端点 \( x = 0 \) 和 \( x = 3 \) 处,\( f(0) = 0 \),\( f(3) = 0 \)。
6. 综合比较:函数 \( f(x) \) 在区间 \( [0, 3] \) 上的最大值为 \( 4 \),最小值为 \( 0 \)。
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