已知函數(shù)f(x)=x3+3ax-1,g(x)=f′(x)-ax-5,其中f′(x)是的f(x)的導(dǎo)函數(shù).
(Ⅰ)對(duì)滿足-1≤a≤1的一切a的值,都有g(shù)(x)<0,求實(shí)數(shù)x的取值范圍;
(Ⅱ)設(shè)a=-m2,當(dāng)實(shí)數(shù)m在什么范圍內(nèi)變化時(shí),函數(shù)y=f(x)的圖象與直線y=3只有一個(gè)公共點(diǎn).
【答案】
分析:(I )將g(x)=3x
2-ax+3a-5<0對(duì)滿足-1≤a≤1的一切a的值成立,轉(zhuǎn)化為令(3-x)a+3x
2-5<0,-1≤a≤1成立解決.
(Ⅱ)函數(shù)y=f(x)的圖象與直線y=3只有一個(gè)公共點(diǎn).關(guān)鍵是畫(huà)出函數(shù)y=f(x)的圖象,方法是先f(wàn)′(x)=3x
2-3m
2分①當(dāng)m=0時(shí),f(x)=x
3-1的圖象與直線y=3只有一個(gè)公共點(diǎn)②當(dāng)m≠0時(shí),求得極值,明確關(guān)鍵點(diǎn),再利用圖象間的關(guān)系求解.
解答:解:(Ⅰ)由題意g(x)=3x
2-ax+3a-5
令φ(x)=(3-x)a+3x
2-5,-1≤a≤1
對(duì)-1≤a≤1,恒有g(shù)(x)<0,即φ(a)<0
∴
即
解得
故
時(shí),對(duì)滿足-1≤a≤1的一切a的值,都有g(shù)(x)<0
(Ⅱ)f′(x)=3x
2-3m
2①當(dāng)m=0時(shí),f(x)=x
3-1的圖象與直線y=3只有一個(gè)公共點(diǎn)
②當(dāng)m≠0時(shí),f(x)
極小=f(|x|)=-2m
2|m|-1<-1
又∵f(x)的值域是R,且在(|m|,+∞)上單調(diào)遞增
∴當(dāng)x>|m|時(shí)函數(shù)y=f(x)的圖象與直線y=3只有一個(gè)公共點(diǎn).
當(dāng)x<|m|時(shí),恒有f(x)≤f(-|m|)
由題意得f(-|m|)<3
即2m
2|m|-1=2|m|
3-1<3
解得
綜上,m的取值范圍是
點(diǎn)評(píng):本小題主要考查函數(shù)的單調(diào)性、導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用、解不等式等基礎(chǔ)知識(shí),以及推理能力、運(yùn)算能力和綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的能力.