已知函数f(x)=ax3+2x2+b(x∈R),其中a,b∈R,g(x)=x4+f(x).

1个回答

  • 解题思路:(1)将a的值代入后对函数f(x)进行求导,当导函数大于0时求原函数的单调增区间,当导函数小于0时求原函数的单调递减区间.

    (2)根据函数g(x)仅在x=0处有极值说明f'(x)=0仅有x=0一个根得到答案.

    (3)根据函数9(x)的单调性求出最大值,然后令最大值小于等于1恒成立求出b的范围.

    (1)f'(x)=3ax2+4x=x(3ax+4). …(1分)

    当a=-[10/3]时,f'(x)=x(-10x+4).令(n∈N),解得x1=0,x2=

    2

    5.…(2分)

    当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

    x(-∞,0)0(0,

    2

    5)[2/5](

    2

    5,+∞)

    f'(x)-0+0-

    f(x)↘极小值↗极大值↘所以f(x)在(0,

    2

    5)内是增函数,在(-∞,0),(

    2

    5,+∞)内是减函数.…(5分)

    (2)g'(x)=4x3+f'(x)=x(4x2+3ax+4),显然x=0不是方程4x2+3ax+4=0的根.…(7分)

    为使g(x)仅在x=0处有极值,必须4x2+3ax+4≥0成立,…(8分)

    即有△=9a2-64≤0.解不等式,得−

    8

    3≤a≤

    8

    3.这时,g(0)=b是唯一极值.…(9分)

    因此满足条件的a的取值范围是[−

    8

    3,

    8

    3].…(10分)

    (3)g'(x)=x(4x2+3ax+4)由条件a∈[-2,2],可知△=9a2-64<0,…(11分)

    从而4x2+3ax+4>0恒成立.在(-[8/3],[8/3])上,当x<0时,g'(x)<0;当x>0时,g'(x)>0.

    因此函数g(x)在[-1,1]上的最大值是g(1)与g(-1)两者中的较大者.…(13分)

    为使对任意的a∈[-2,2],不等式g(x)≤1在[-1,1]上恒成立,

    当且仅当

    g(1)≤1

    g(−1)≤1,即

    b≤−2−a

    b≤−2+a,在a∈[-2,2]上恒成立.…(15分)

    所以b≤-4,因此满足条件的b的取值范围是(-∞,-4]…(16分)

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本小题主要考查利用导数研究函数的单调性、函数的最大值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力.