已知
其中
.(1)求函数
的单调区间;(2)若函数
在区间
内恰有两个零点,求
的取值范围;
(3)当
时,设函数
在区间
上的最大值为
最小值为
,记
,求函数
在区间
上的最小值.
(1)增区间:
和
;减区间:
;(2)
;(3)
.
解析试题分析:
(Ⅰ)f′(x)=x2+(1-a)x-a=(x+1)(x-a),又a>0,
∴当x<-1时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当-1<x<a时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x>a时,f′(x)>0,f(x)单调递增.
所以f(x)的单调增区间为:(-∞,-1),(a,+∞);单调减区间为:(-1,a).
(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)在区间(-2,-1)内单调递增,在区间(-1,0)内单调递减,从而函数f(x)在(-2,0)内恰有两个零点当且仅当
,解得
。
所以a的取值范围是
。
(Ⅲ)a=1时,
,由(Ⅰ)知f(x)在[-3,-1]上单调递增,在[-1,1]上单调递减,在[1,2]上单调递增.
(1)当t∈[-3,-2]时,t+3∈[0,1],-1∈[t,t+3],f(x)在[t,-1]上单调递增,在[-1,t+3]上单调递减,因此,f(x)在[t,t+3]上的最大值M(t)=f(-1)="-"
,而最小值m(t)为f(t)与f(t+3)中的较小者.由f(t+3)-f(t)=3(t+1)(t+2)知,当t∈[-3,-2]时,f(t)≤f(t+3),故m(t)=f(t),所以g(t)=f(-1)-f(t).而f(t)在[-3,-2]上单调递增,因此f(t)≤f(-2)="-"
,g(t)在[-3,-2]上的最小值为g(-2)="-"
-(-
)=
。
(2)当t∈[-2,-1]时,t+3∈[1,2],且-1,1∈[t,t+3].下面比较f(-1),f(1),f(t),f(t+3)的大小.由f(x)在[-2,-1],[1,2]上单调递增,有f(-2)≤f(t)≤f(-1),f(1)≤f(t+3)≤f(2).又由f(1)=f(-2)=-
,f(-1)=f(2)=-
,从而M(t)=f(-1)=-
,m(t)=f(1)=-
,所以g(t)=M(t)-m(t)=
。
综上,函数g(t)在区间[-3,-1]上的最小值为
。
考点:利用导数研究函数的单调性;函数的零点;利用导数研究函数的最值。
点评:本题考查了应用导数研究函数的单调性、零点以及函数在闭区间上的最值问题,同时考查分析问题、解决问题的能力以及分类讨论的数学思想.
科目:高中数学 来源: 题型:解答题
(本小题满分16分)
已知函数
,若
为定义在R上的奇函数,则(1)求实数
的值;(2)求函数
的值域;(3)求证:
在R上为增函数;(4)若m为实数,解关于
的不等式:![]()
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
(本小题13分)已知
.
(I)求
的单调增区间;
(II)若
在定义域R内单调递增,求
的取值范围;
(III)是否存在
,使
在(-∞,0]上单调递减,在[0,+∞)上单调递增?若存在,求出
的值;若不存在,说明理由.
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
已知
是由满足下述条件的函数构成的集合:对任意
,
① 方程
有实数根;② 函数
的导数
满足
.
(Ⅰ)判断函数
是否是集合
中的元素,并说明理由;
(Ⅱ)集合
中的元素
具有下面的性质:若
的定义域为
,则对于任意
,都存在
,使得等式
成立.试用这一性质证明:方程
有且只有一个实数根;
(Ⅲ)对任意
,且
,求证:对于
定义域中任意的
,
,
,当
,且
时,![]()
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
(12分)我们把同时满足下列两个性质的函数称为“和谐函数” :
①函数在整个定义域上是单调增函数或单调减函数;
②在函数的定义域内存在区间
,使得函数在区间
上的值域为
.
⑴已知幂函数
的图像经过点
,判断![]()
是否是和谐函数?
⑵判断函数
是否是和谐函数?
⑶若函数
是和谐函数,求实数
的取值范围.
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