<非選擇題>設三次實係數多項式\(f(x)\)的最高次項係數為\(a\)。已知在\(0\leq x\leq3\)的範圍中,\(f(x)\)的最大值12發生在\(x = 0\),\(x = 2\)兩處。另一多項式\(G(x)\)滿足\(G(0)=0\),以及對任意實數\(s\),\(r(s\leq r)\),\(\int_{s}^{r}f(t)dt=G(r)-G(s)\)恆成立,且函數\(y = G(x)\)在\(x = 1\)處有(相相對)極值。試求方程式\(f(x)-12=0\)的實數解(如有重根須標示),並利用\(y = G(x)\)在\(x = 1\)處有極值,求\(a\)之值。(5分)
答案
因為\(f(x)\)在\(0\leq x\leq3\)上最大值\(12\)在\(x = 0\)和\(x = 2\)處取得,所以\(f(x)-12 = 0\)的實數解為\(x = 0\)(重根)和\(x = 2\)(重根),即\(f(x)-12=a(x - 0)^2(x - 2)^2=ax^2(x - 2)^2\)。
因為\(G(x)\)滿足\(\int_{s}^{r}f(t)dt=G(r)-G(s)\),所以\(G^\prime(x)=f(x)\)。
又因為\(y = G(x)\)在\(x = 1\)處有極值,所以\(G^\prime(1)=f(1)=0\)。
將\(x = 1\)代入\(f(x)=ax^2(x - 2)^2\),得\(a\times1^2\times(1 - 2)^2=0\),即\(a = - 12\)。
