已知函数f(x)=14x4+x3−92x2+cx有三个极值点.

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  • 解题思路:(1)题目中:“有三个极值点”先转化为其导数的零点问题,即f'(x)=x3+3x2-9x+c=0有三个互异的实0即可;

    (2)存在性问题,由于f(x)的单调递减区间是(-∞,x1],[x2,x3],只需[a,a+2]是(-∞,x1]或[x2,x3]的子集即可.

    (I)因为函数f(x)=

    1

    4x4+x3−

    9

    2x2+cx有三个极值点,

    所以f'(x)=x3+3x2-9x+c=0有三个互异的实根.

    设g(x)=x3+3x2-9x+c,则g'(x)=3x2+6x-9=3(x+3)(x-1),

    当x<-3时,g'(x)>0,g(x)在(-∞,-3)上为增函数;

    当-3<x<1时,g'(x)<0,g(x)在(-3,1)上为减函数;

    当x>1时,g'(x)>0,g(x)在(1,+∞)上为增函数;

    所以函数g(x)在x=-3时取极大值,在x=1时取极小值.

    当g(-3)≤0或g(1)≥0时,g(x)=0最多只有两个不同实根.

    因为g(x)=0有三个不同实根,所以g(-3)>0且g(1)<0.

    即-27+27+27+c>0,且1+3-9+c<0,

    解得c>-27,且c<5,故-27<c<5.

    (II)由(I)的证明可知,当-27<c<5时,f(x)有三个极值点.

    不妨设为x1,x2,x3(x1<x2<x3),则f'(x)=(x-x1)(x-x2)(x-x3).

    所以f(x)的单调递减区间是(-∞,x1],[x2,x3]

    若f(x)在区间[a,a+2]上单调递减,

    则[a,a+2]⊂(-∞,x1],或[a,a+2]⊂[x2,x3],

    若[a,a+2]⊂(-∞,x1],则a+2≤x1.由(I)知,x1<-3,于是a<-5.

    若[a,a+2]⊂[x2,x3],则a≥x2且a+2≤x3.由(I)知,-3<x2<1.

    又f'(x)=x3+3x2-9x+c,当c=-27时,f'(x)=(x-3)(x+3)2

    当c=5时,f'(x)=(x+5)(x-1)2

    因此,当-27<c<5时,1<x3<3.所以a>-3,且a+2≤3.

    即-3<a<1.故a<-5,或-3<a<1.反之,当a<-5,或-3<a<1时,

    总可找到c∈(-27,5),使函数f(x)在区间[a,a+2]上单调递减.

    综上所述,a的取值范围是(-∞,-5)∪(-3,1).

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 本题考查了导数的几何意义,利用导数求闭区间上函数的最值,恒成立问题的处理方法