题目:已知函数 \( f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x + a \),其中 \( a \) 为常数。若 \( f(x) \) 在 \( x=2 \) 处取得极值,求 \( a \) 的值。
答案:因为 \( f(x) \) 在 \( x=2 \) 处取得极值,所以 \( f'(2) = 0 \)。首先对 \( f(x) \) 求导得:
\[ f'(x) = 3x^2 - 12x + 9 \]
将 \( x=2 \) 代入 \( f'(x) \) 中,得:
\[ f'(2) = 3(2)^2 - 12(2) + 9 = 12 - 24 + 9 = -3 \]
由于 \( f'(2) \) 应该等于 0,因此有:
\[ -3 = 0 \]
这里显然有误,因为我们假设 \( f'(2) = 0 \)。实际上,我们应首先解方程 \( f'(x) = 0 \) 来找到极值点,然后再代入 \( x=2 \) 来求 \( a \)。
解 \( f'(x) = 0 \):
\[ 3x^2 - 12x + 9 = 0 \]
\[ x^2 - 4x + 3 = 0 \]
\[ (x-1)(x-3) = 0 \]
所以 \( x = 1 \) 或 \( x = 3 \)。
由于 \( f(x) \) 在 \( x=2 \) 处取得极值,所以 \( a \) 的值应该使得 \( f(2) \) 是一个极值点。将 \( x=2 \) 代入 \( f(x) \) 得:
\[ f(2) = 2^3 - 6(2)^2 + 9(2) + a = 8 - 24 + 18 + a = 2 + a \]
为了 \( f(2) \) 是极值,\( f(2) \) 应该是一个极小值或极大值,因此 \( a \) 应该使得 \( f(2) \) 在 \( f(1) \) 和 \( f(3) \) 之间,即 \( f(1) \leq f(2) \leq f(3) \)。
计算 \( f(1) \) 和 \( f(3) \):
\[ f(1) = 1^3 - 6(1)^2 + 9(1) + a = 1 - 6 + 9 + a = 4 + a \]
\[ f(3) = 3^3 - 6(3)^2 + 9(3) + a = 27 - 54 + 27 + a = 0 + a \]
所以 \( 4 + a \leq 2 + a \leq a \),显然不成立,因此 \( x=2 \) 不可能是极值点。这意味着我们的假设有误,题目中的条件可能存在问题。
但如果题目确实要求 \( x=2 \) 是极值点,那么 \( a \) 的值无法通过常规方法确定,可能需要题目本身提供更多信息。
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