(1)∵函数 f(x)= x 3 -tx+
t-1
2 ,t∈R ,∴f ′(x)=3x 2-t.
1°若t≤0,则f ′(x)≥0(不恒等于0)在[0,1]上恒成立,∴f(x)在[0,1]上单调递增;
2°若t≥3时,∵3x 2≤3,∴f ′(x)≤0在[0,1]上恒成立,∴f(x)在[0,1]上单调递减;
3°若0<t<3,则 f ′ (x)=3(x+
t
3 )(x-
t
3 ) ,令f ′(x)=0,解得 x=
t
3 ,
当 x∈[0,
t
3 ) 时,f ′(x)<0,∴f(x)在 x∈[0,
t
3 ) 上单调递减;
当 x∈(
t
3 ,1] 时,f ′(x)>0,∴f(x)在 x∈(
t
3 ,1] 上单调递增.
(2) f(x)+|
t-1
2 |+h≥0 ⇔ f(x)+|
t-1
2 |≥-h ,因此,只需求出当x∈[0,1],t∈R时, f(x)+|
t-1
2 | 的最小值即可.
方法一:令g(x)=f(x)+ |
t-1
2 | ,x∈[0,1],
而g ′(x)=f ′(x),由(1)的结论可知:
当t≤0或t≥3时,则g(x)在[0,1]上单调,故g(x) min=min{g(0),g(1)}=min{
t-1
2 +|
t-1
2 | ,
1-t
2 +|
t-1
2 | }=0.
当0<t<3时,则 g(x ) min =g(
t
3 ) =-
2
3 t
t
3 +
t-1
2 +|
t-1
2 | .
∴h(t)=
0,当t≤0或t≥3时
-
2
3 t
t
3 +
t-1
2 +|
t-1
2 |,当0<t<3时 .
下面求当t∈R时,关于t的函数h(t)的最小值.
当t∈(0,1)时,h(t)= -
2t
3
t
3 在(0,1)上单调递减;
当1<t<3时,h(t)= -
2t
3
t
3 +t-1 , h ′ (t)=1-
t
3 >0,∴h(t)在(1,3)上单调递增.又h(t)在t=1处连续,故h(t)在t∈(0,3)上的最小值是h(1)=-
2
3
9 .
综上可知:当t∈[0,1]且t∈R时, f(x)+|
t-1
2 | 的最小值为 m=-
2
3
9 ,即得h的最小值为-m=
2
3
9 .
方法2:对于给定的x∈[0,1],求关于t的函数(t∈R),
g(t)=f(x)+ |
t-1
2 | =-xt+
t-1
2 +|
t-1
2 | +x 3=
-xt+ x 3 ,当t<1时
(1-x)t+ x 3 -1,当t≥1时 的最小值.
由于-x≤0,当t∈(-∞,1)时,g ′(t)≤0;由于1-x≥0,故当t∈(1,+∞)时,g ′(t)≥0.
考虑到g(t)在t=1处连续,∴g(t)的最小值h(x)=x 3-x.
下面再求关于x的函数h(x)=x 3-x在x∈[0,1]时的最小值.
h ′(x)=3x 2-1,令h ′(x)=0,解得 x=
3
3 .
当 x∈(0,
3
3 ) 时,h ′(x)<0,函数h(x)在此区间上单调递减;当 x∈(
3
3 ,1) 时,h ′(x)>0,函数h(x)在此区间上单调递增.
故h(x)的最小值为 h(
3
3 )=-
2
3
9 .
综上可得:当x∈(0,1)时,且t∈R. f(x)+|
t-1
2 | 的最小值m=-
2
3
9 ,即得h的最小值为-m=
2
3
9 .