第十题解答如下:
题目:设函数 \( f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x \),求 \( f(x) \) 在区间 \([0, 3]\) 上的最大值和最小值。
解答:
首先,求函数 \( f(x) \) 的导数 \( f'(x) \):
\[ f'(x) = 3x^2 - 12x + 9 \]
令 \( f'(x) = 0 \),解得:
\[ 3x^2 - 12x + 9 = 0 \]
\[ x^2 - 4x + 3 = 0 \]
\[ (x - 1)(x - 3) = 0 \]
\[ x = 1 \text{ 或 } x = 3 \]
接下来,计算 \( f(x) \) 在 \( x = 1 \) 和 \( x = 3 \) 处的函数值:
\[ f(1) = 1^3 - 6 \cdot 1^2 + 9 \cdot 1 = 4 \]
\[ f(3) = 3^3 - 6 \cdot 3^2 + 9 \cdot 3 = 0 \]
然后,检查区间端点 \( x = 0 \) 和 \( x = 3 \) 处的函数值:
\[ f(0) = 0^3 - 6 \cdot 0^2 + 9 \cdot 0 = 0 \]
\[ f(3) = 3^3 - 6 \cdot 3^2 + 9 \cdot 3 = 0 \]
综上,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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