题目内容
定义:两个连续函数f(x),g(x)在闭区间[a,b]上都有意义,我们称函数|f(x)-g(x)|在[a,b]上的最大值叫做函数f(x)与g(x)在[a,b]上的绝对值差.(1)求两连续函数f(x)=2x3+x-5与g(x)=x3-2x2+5x-10在闭区间[-3,2]上的绝对差;
(2)若两连续函数f(x)=ln(x2+1)+2k与g(x)=x+k在闭区间[-1,1]上绝对差为2,求k的值.
分析:(1)根据定义,构造新函数F(x)=f(x)-g(x)=x3+2x2-4x+5利用导数求出函数的单调区间,判断出函数在闭区间[-3,2]上的最大值与最小值,取其绝对值较大者即为要求的绝对值差.
(2)本题已知绝对值差是2,故要利用导数求出F(x)=f(x)-g(x)=ln(x2+1)+2k-x-k=ln(x2+1)-x+k的最大值与最小值,由于不知那一个的绝对值最大,故可以讨论在那个端点处取到绝对值差,建立方程,求出参数的值即可.
(2)本题已知绝对值差是2,故要利用导数求出F(x)=f(x)-g(x)=ln(x2+1)+2k-x-k=ln(x2+1)-x+k的最大值与最小值,由于不知那一个的绝对值最大,故可以讨论在那个端点处取到绝对值差,建立方程,求出参数的值即可.
解答:解:(1)令F(x)=f(x)-g(x)=2x3+x-5-(x3-2x2+5x-10)=x3+2x2-4x+5
F'(x)=3x2+4x+4=(3x-2)(x+2)
令F'(x)=0得x=-2,或x=
令F'(x)>0得x>
或x<-2,
令F'(x)<0得-2<x<
故F(x)在(-3,-2)上增,在(-2,
)上减,在(
,2)增
又F(-3)=8,F(-2)=13,F(
)=
,F(2)=13
∴绝对差等于13
(2)令F(x)=f(x)-g(x)=ln(x2+1)+2k-x-k=ln(x2+1)-x+k
∴F'(x)=
-1=
≤0
F(x)闭区间[-1,1]上是减函数,故F(1)≤F(x)≤F(-1)
故ln2+1+k=2或ln2-1+k=-2
解得k=1-ln2,或k=-1-ln2
F'(x)=3x2+4x+4=(3x-2)(x+2)
令F'(x)=0得x=-2,或x=
2 |
3 |
令F'(x)>0得x>
2 |
3 |
令F'(x)<0得-2<x<
2 |
3 |
故F(x)在(-3,-2)上增,在(-2,
2 |
3 |
2 |
3 |
又F(-3)=8,F(-2)=13,F(
2 |
3 |
95 |
27 |
∴绝对差等于13
(2)令F(x)=f(x)-g(x)=ln(x2+1)+2k-x-k=ln(x2+1)-x+k
∴F'(x)=
2x |
x2+1 |
-(x-1)2 |
x2+1 |
F(x)闭区间[-1,1]上是减函数,故F(1)≤F(x)≤F(-1)
故ln2+1+k=2或ln2-1+k=-2
解得k=1-ln2,或k=-1-ln2
点评:本题考点是利用导数研究函数的极值,本题出题方式新颖,组合思路巧妙,考查了对新定义的理解能力与利用导数求最值的能力.
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