(2014•泸州一模)已知函数f(x)=4x3−3x2sinθ+132,其中x∈R,θ∈(0,π).

1个回答

  • 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)∪(

    6,π).

    所以θ的取值范围是θ∈(0,

    π

    6)∪(

    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.