解题思路:(Ⅰ)求导函数得到f′(x)的最小值,故有
−
3
4
si
n
2
θ=−
3
4
,进而得到导函数的解析式,故函数的极值可求出,根据极值的正负即可判断出函数f(x)的零点个数;
(Ⅱ)求导函数,利用导数的正负即可得到函数的单调区间,进而得到函数的极小值,由于极小值大于零,以及θ∈(0,π),即可解得θ的取值范围.
(I)f'(x)=12x2-6xsinθ,
当x=
sinθ
4时,f'(x)有最小值为f′(x)=−
3
4sin2θ,
所以−
3
4sin2θ=−
3
4,即sin2θ=1,
因为θ∈(0,π),所以sinθ=1,
所以f'(x)=12x2-6x,
所以f(x)在(0,
1
2)上是减函数,在(−∞,0),(
1
2,+∞)上是增函数,
而f(0)=
1
32>0,f(
1
2)=−
7
32<0,
故函数f(x)的零点个数有3个;
(Ⅱ)f'(x)=12x2-6xsinθ
令f'(x)=0,解得x1=0,x2=
sinθ
2,
由θ∈(0,π)知sinθ>0,根据(I),当x变化时,f'(x)的符号及f(x)的变化情况如下表:
x (-∞,0) 0 (0,
sinθ
2) [sinθ/2] (
sinθ
2,+∞)
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) ↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗因此,函数f(x)在x=
sinθ
2处取得极小值f(
sinθ
2)=−
1
4sin3θ+
1
32,
要使f(
sinθ
2)>0,必有−
1
4sin3θ+
1
32>0
整理得0<sinθ<
1
2,又θ∈(0,π),
解得θ∈(0,
π
6)∪(
5π
6,π).
所以θ的取值范围是θ∈(0,
π
6)∪(
5π
6,π).
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;根的存在性及根的个数判断.
考点点评: 本题考查利用导数研究函数的单调性,以及利用导数研究函数的极值和根的存在性定理,同时考查了转化的思想和计算能力,属于中档题.