-
ฝึกทำโจทย์คณิตศาสตร์ (66)
66. กำหนดให้ \(f(x)=x^{3}+Ax^{2}+Bx+4\) เมื่อ \(A,\quad B\) เป็นจำนวนจริง ถ้า \(f(1)=4\) และ \(f^{\prime}(0)=1\) แล้ว \(f\) มีค่าต่ำสุดสัมพัทธ์ เมื่อ \(x\) มีค่าเท่าใดต่อไปนี้
- \(\frac{1}{3}\)
- \(1\)
- \(\frac{4}{3}\)
- \(2\)
วิธีทำ หลักการในการหาจุด มีดังนี้นะคับ
1. นำฟังก์ชันมาดิฟก่อน
2. นำที่ดิฟได้จากข้อที่ 1 มาเท่ากับ \(0\) แล้วแก้สมการหาค่าวิกฤต
3. หาอนุพันธ์อันดับสองเก็บไว้
4. นำค่าวิกฤตที่หาได้จากข้อที่ 2 ไปแทนในข้อที่ 3 แล้วบวก ลบ คูณ หาร หลังจากบวก ลบ คูณ หารแล้ว
ถ้าค่าที่ได้น้อยกว่า \(0\) ค่าวิกฤตนั้นจะทำตัวเป็นจุดสูงสุดสัมพัทธ์
ถ้าค่าที่ได้มากกว่า \(0\) ค่าวิกฤตนั้นจะทำตัวเป็นจุดต่ำสุดสัมพัทธ์
อ่านเพิ่มเติมตามลิงก์นี้คับ ค่าต่ำสุดและค่าสูงสุดของฟังก์ชัน
เริ่มทำกันเลย แต่เดี๋ยวก่อนนะคับ เราต้องหาค่าของ \(A\) กับ \(B\) ให้ได้ก่อนนะคับผม
\begin{array}{lcl}f(x)&=&x^{3}+Ax^{2}+Bx+4\\f^{\prime}(x)&=&3x^{2}+2Ax+B\\f^{\prime}(0)=1\\so\\f^{\prime}(0)&=&0+0+B\\1&=&B\\B&=&1\end{array}
ตอนนี้ได้ว่า \(B=1\) ต่อไปหาค่า \(A\)
\begin{array}{lcl}f(x)&=&x^{3}+Ax^{2}+Bx+4\\f(x)&=&x^{3}+Ax^{2}+x+4\\f(1)=4\\so\\f(1)&=&1^{3}+A(1)^{2}+1+4\\4&=&A+6\\A&=&-2\end{array}
ตอนนี้ได้ค่า \(A=-2\) และ \(B=1\) ดังนั้น
\(f(x)=x^{3}-2x^{2}+x+4\) เริ่มทำตามขั้นตอนด้านบนที่ผมอธิบายได้เลยคับ
ขั้นตอนที่ 1
\begin{array}{lcl}f^{\prime}(x)&=&3x^{2}-4x+1\end{array}
ขั้นตอนที่ 2
\begin{array}{lcl}3x^{2}-4x+1&=&0\\(3x-1)(x-1)&=&0\\x=1,\frac{1}{3}\end{array}
ดังนั้นได้ค่าวิกฤต คือ \(x=1,\quad x=\frac{1}{3}\)
ขั้นตอนที่ 3
\begin{array}{lcl}f^{\prime}(x)&=&3x^{2}-4x+1\\f^{\prime\prime}(x)&=&6x-4\end{array}
ขั้นตอนที่ 4
\(f^{\prime\prime}(x)=6x-4\)
\(f^{\prime\prime}(1)=6(1)-4=2>0\) ดังนั้น ค่าวิกฤตนี้\((x=1)\) เป็นค่าที่ทำให้\(f\) มีจุดต่ำสุดสัมพัทธ์
\(f^{\prime\prime}(\frac{1}{3})=6\cdot \frac{1}{3}-4=-2<0\) ดังนั้น ค่าวิกฤตนี้\((x=\frac{1}{3})\) เป็นค่าที่ทำให้ \(f\) มีจุดสูงสุดสัมพัทธ์
ดังนั้น \(x=1\) เป็นค่าที่ทำให้ \(f\) มีจุดต่ำสุดสัมพัทธ์ ตอบ