已知函数 $$f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x$$,求函数在区间 $$[0, 3]$$ 上的最大值和最小值。
1. 求导函数:
$$f'(x) = 3x^2 - 6x + 2$$
2. 令导数为零求驻点:
$$3x^2 - 6x + 2 = 0$$
判别式:$$D = 36 - 24 = 12$$
解得:$$x = \frac{{6 \pm \sqrt{{12}}}}{{6}} = \frac{{6 \pm 2\sqrt{{3}}}}{{6}} = 1 \pm \frac{{\sqrt{{3}}}}{{3}}$$
3. 计算函数值:
端点值:
$$f(0) = 0$$
$$f(3) = 27 - 27 + 6 = 6$$
驻点值:
$$f(1 + \frac{{\sqrt{{3}}}}{{3}}) = (1 + \frac{{\sqrt{{3}}}}{{3}})^3 - 3(1 + \frac{{\sqrt{{3}}}}{{3}})^2 + 2(1 + \frac{{\sqrt{{3}}}}{{3}})$$
$$f(1 - \frac{{\sqrt{{3}}}}{{3}}) = (1 - \frac{{\sqrt{{3}}}}{{3}})^3 - 3(1 - \frac{{\sqrt{{3}}}}{{3}})^2 + 2(1 - \frac{{\sqrt{{3}}}}{{3}})$$
4. 比较函数值:
经计算:
$$f(1 + \frac{{\sqrt{{3}}}}{{3}}) \approx -0.385$$
$$f(1 - \frac{{\sqrt{{3}}}}{{3}}) \approx 0.385$$
最大值:$$f(3) = 6$$
最小值:$$f(1 + \frac{{\sqrt{{3}}}}{{3}}) \approx -0.385$$
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