同学,让我们一步步来找出函数$f(x)=x^3+3x^2-9x+1$的单调区间和极值吧!
首先,我们需要求出函数的一阶导数:
$f'(x) = 3x^2 + 6x - 9$
接下来,我们要找出使一阶导数等于零的点,即解方程:
$3x^2 + 6x - 9 = 0$
解得:
$x = -3, 1$
这两个点将数轴分为三个区间:$(-\infty, -3)$,$(-3, 1)$,$(1, +\infty)$。
在每个区间内取一个代表数,代入一阶导数,判断其符号:
- 在$(-\infty, -3)$区间内,取$x = -4$,则$f'(-4) = 3(-4)^2 + 6(-4) - 9 = 15 > 0$,所以函数在此区间内单调递增。
- 在$(-3, 1)$区间内,取$x = 0$,则$f'(0) = 3(0)^2 + 6(0) - 9 = -9 < 0$,所以函数在此区间内单调递减。
- 在$(1, +\infty)$区间内,取$x = 2$,则$f'(2) = 3(2)^2 + 6(2) - 9 = 15 > 0$,所以函数在此区间内单调递增。
因此,函数在$x = -3$处取得极大值,极大值为$f(-3) = (-3)^3 + 3(-3)^2 - 9(-3) + 1 = 28$;
在$x = 1$处取得极小值,极小值为$f(1) = 1^3 + 3(1)^2 - 9(1) + 1 = -4$。
综上,函数$f(x)=x^3+3x^2-9x+1$的单调递增区间为$(-\infty, -3)$和$(1, +\infty)$,单调递减区间为$(-3, 1)$;极大值为28,极小值为-4。
这样解释,你明白了吗?或者,你还有其他关于高数的问题想要了解呢?