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已知函数(a∈R). (1)当a=-3时,求函数f(x)的极值; (2)设g(x...

已知函数manfen5.com 满分网(a∈R).
(1)当a=-3时,求函数f(x)的极值;
(2)设g(x)=f(x)+f′(x)+ax2,若函数g(x)在区间(-1,1)有极值,求a的取值范围;
(3)若函数f(x)的图象与x轴有且只有一个交点,求a的取值范围.
(1)当a=-3时,求出导函数f′(x)的零点,然后判断导数在零点两侧的符号,由此可得极值情况; (2)g(x)在区间(-1,1)有极值,即g′(x)=0在(-1,1)内有解,且在解的两侧导数异号; (3)函数f(x)的图象与x轴有且只有一个交点,即函数f(x)只有一个零点,用导数研究函数f(x)的单调性、极值,由零点存在的条件可得关于a的约束条件,由此可求其范围. 【解析】 (1)当a=-3时,, ∴f'(x)=x2-2x-3=(x-3)(x+1).令f'(x)=0,得 x1=-1,x2=3. 当x<-1时,f′(x)>0,则f(x)在(-∞,-1)上单调递增; 当-1<x<3时,f′(x)<0,则f(x)在(-1,3)上单调递减; 当x>3时,f′(x)>0,f(x)在(3,+∞)上单调递增; ∴当x=-1时,f(x)取得极大值为:f(-1)=; 当x=3时,f(x)取得极小值为:=-6. (2)∵ 问题转化为方程g′(x)=0在区间(-1,1)内有解, ∴g′(-1)•g′(1)<0或, 解得a<-1或a>, 故a的取值范围为:(-∞,-1)∪(,+∞). (3)∵f'(x)=x2-2x+a,∴△=4-4a=4(1-a). ①若a≥1,则△≤0,∴f'(x)≥0在R上恒成立, ∴f(x)在R上单调递增.∵f(0)=-a<0,f(3)=2a>0, ∴当a≥1时,函数f(x)的图象与x轴有且只有一个交点. ②若a<1,则△>0, ∴f'(x)=0有两个不相等的实数根,不妨设为x1,x2,(x1<x2). ∴x1+x2=2,x1x2=a. 当x变化时,f′(x),f(x)的取值情况如下表: x (-∞,x1) x1 (x1,x2) x2 (x2,+∞) f'(x) + - + f(x) ↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗ ∵, ∴.∴===, 同理f(x2)=. ∴= ==. 令f(x1)•f(x2)>0,解得a>0. 而当0<a<1时,f(0)=-a<0,f(3)=2a>0, 故当0<a<1时,函数f(x)的图象与x轴有且只有一个交点. 综上所述,a的取值范围是(0,+∞).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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