题目内容

已知函数f(x)=x3-mx2-x+1,其中m为实数.
(1)当m=1时,求函数f(x)在区间[-1,
4
3
]上的最大值和最小值;
(2)若对一切的实数x,有f′(x)≥|x|-
7
4
恒成立,其中f′(x)为f(x)的导函数,求实数m的取值范围.
考点:利用导数研究函数的单调性,利用导数求闭区间上函数的最值
专题:分类讨论,导数的综合应用
分析:(1)利用导数数判断函数的单调性,利用单调性求出函数的极值和区间端点值,从而求出函数的最大值和最小值;
(2)分x>0,x=0,x<0三类进行讨论,分别求出在给定区间上的最值,解决恒成立问题.
解答: 解:(1)∵当m=1时,f(x)=x3-x2-x+1,
∴f′(x)=3x2-2x-1=(x-1)(3x+1),
x<-
1
3
或x>1时f′(x)>0,当-
1
3
<x<1
时,f′(x)<0,
∴f(x)在[-1,-
1
3
)和(1,
4
3
]上单调递增,在(-
1
3
,1)上单调递减,
又f(-1)=0,f(-
1
3
)=
32
27
,f(1)=0,f(
4
3
)=
7
27

∴f(x)在区间上的最大值为f(-
1
3
)=
32
27
,最小值为f(1)=0;
(2)f′(x)=3x2-2mx-1⇒3x2-2mx-1≥|x|-
7
4

①当x=0时,m∈R;
②当x>0时,3x2-(2m+1)x+
3
4
≥0
⇒2m+1≤3(x+
1
4x
)
,在x>0时恒成立,
3(x+
1
4x
)min
=3,此时x=
1
2
,∴2m+1≤3,∴m≤1;
③当x<0时,3x2-(2m-1)x+
3
4
≥0
即2m-1≥3(x+
1
4x
)
,在x<0时恒成立,
3(x+
1
4x
)max
=-3,此时x=-
1
2
,∴2m-1≥-3,∴m≥-1;
综上得m的取值范围为[-1,1].
点评:本题考查了利用导数判断函数的单调区间,从而求最值,利用最值解决恒成立问题,运用了分类讨论思想.是一道导数应用的综合题,属于难题.
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