考點(diǎn):利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值,利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點(diǎn)切線方程
專題:綜合題,導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用
分析:(1)求導(dǎo)數(shù),根據(jù)曲線y=f(x)與y=g(x)在它們的交點(diǎn)(1,c)處有相同切線,建立方程,即可求實(shí)數(shù)a,b的值;
(2)確定函數(shù)h(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-∞,-1),(1,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為(-1,1),分類討論,即可得出函數(shù)h(x)=f(x)+g(x)在區(qū)間[t,t+3]上的最小值;
(3)求導(dǎo)數(shù),確定h(x)在區(qū)間(-2,-1)內(nèi)單調(diào)遞增,在區(qū)間(-1,0)內(nèi)單調(diào)遞減,再利用函數(shù)h(x)在區(qū)間(-2,0)內(nèi)恰有兩個(gè)零點(diǎn),當(dāng)且僅當(dāng)
,即可求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解答:
解:(1)因?yàn)閒(x)=
x
3-ax(a>0),g(x)=bx
2+2b
所以f′(x)=x
2-a,g′(x)=2bx,
因?yàn)榍y=f(x)與y=g(x)在它們的交點(diǎn)(1,c)處有相同切線,
所以f(1)=g(1),且f′(1)=g′(1).
即
-a=b+2b-1,且1-a=2b,
解得a=
,b=
;
(2)當(dāng)a=1,b=0時(shí),h(x)=f(x)+g(x)=
x
3-x-1
所以函數(shù)h(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-∞,-1),(1,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為(-1,1).
由于h(-2)=-
,h(1)=-
,所以h(-2)=h(1).
①當(dāng)-2≤t<1時(shí),[h(x)]
min=h(1)=-
;
③當(dāng)t≥1時(shí),h(x)在區(qū)間[t,t+3]上單調(diào)遞增,[h(x)]
min=h(t)=
t
3-t-1;
綜上可知,函數(shù)h(x)在區(qū)間[t,t+3]上的最小值為[h(x)]
min=
| t3-t-1,t∈[1,+∞) | -,t∈[-2,1) |
| |
;
(2)當(dāng)a=1-2b時(shí),h(x)=
x3+x2-ax-a(a>0),
所以h′(x)=x
2+(1-a)x-a=(x+1)(x-a).
令h′(x)=0,解得x
1=-1,x
2=a>0.
當(dāng)x變化時(shí),h′(x),h(x)的變化情況如下表:
x |
(-∞,-1) |
-1 |
(-1,a) |
a |
(a,+∞) |
h′(x) |
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
h(x) |
↗ |
極大值 |
↘ |
極小值 |
↗ |
所以函數(shù)h(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-∞,-1),(a,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為(-1,a).
故h(x)在區(qū)間(-2,-1)內(nèi)單調(diào)遞增,在區(qū)間(-1,0)內(nèi)單調(diào)遞減.
從而函數(shù)h(x)在區(qū)間(-2,0)內(nèi)恰有兩個(gè)零點(diǎn),當(dāng)且僅當(dāng)
即
| -+2(1-a)+2a-a<0 | -++a-a>0 | -a<0 |
| |
解得0<a<
.
所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是(0,
).
點(diǎn)評(píng):本題考查導(dǎo)數(shù)知識(shí)的運(yùn)用,考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,考查函數(shù)的最值,考查分類討論的數(shù)學(xué)思想,屬于中檔題.