6.设f(x)=x3--2x+5.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)当x∈[1,2]时,f(x)<m恒成立,求实数m的取值范围.
解:(1)(x)=3x2-x-2=0,得x=1,-.在(-∞,-)和[1,+∞)上(x)>0,f(x)为增函数;在[-,1]上(x)<0,f(x)为减函数.所以所求f(x)的单调增区间为(-∞,-]和[1,+∞),单调减区间为[-,1].
(2)当x∈[1,2]时,显然(x)>0,f(x)为增函数,f(x)≤f(2)=7.
∴m>7.
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5.设函数f(x)=x3-ax2+3x+5(a>0),求f(x)的单调区间.
解:(1)(x)=3x2-ax+3,判别式Δ=a2-36=(a-6)(a+6).
1°0<a<6时,
Δ<0,(x)>0对x∈R恒成立.
∴当0<a<6时,(x)在R上单调递增.
2°a=6时,y=x3-3x2+3x+5=(x-1)3+4.
∴在R上单调递增.
3°a>6时,Δ>0,由(x)>0x>或x<.
(x)<0<x<.
∴在(,+∞)和(-∞,)内单调递增,在(,)内单调递减.
4.若函数y=-x3+bx有三个单调区间,则b的取值范围是________.
解析:y′=-4x2+b,若y′值有正、有负,则b>0.
答案:b>0
3.函数f(x)的导函数y=(x)的图象如下图,则函数f(x)的单调递增区间为________.
解析:在[-1,0]和[2,+∞)上,(x)≥0.
答案:[-1,0]和[2,+∞)
2.已知函数f(x)=x4-4x3+10x2,则方程f(x)=0在区间[1,2]上的根有
A.3个 B.2个 C.1个 D.0个
解析:(x)=4x(x2-3x+5)在[1,2]上,(x)>0,
∴f(x)在[1,2]上单调递增.
∴f(x)≥f(1)=7.
∴f(x)=0在[1,2]上无根.
答案:D
1.已知a>0,函数f(x)=x3-ax在[1,+∞)上是单调增函数,则a的最大值是
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:(x)=3x2-a在[1,+∞)上,(x)≥0恒成立,即a≤3x2在[1,+∞)上恒成立,
∴a≤3.
4.在(a,b)内(x)>0是f(x)在(a,b)内单调递增的________条件.
解析:∵在(a,b)内,f(x)>0,∴f(x)在(a,b)内单调递增.
答案:充分
●典例剖析
[例1] 设f(x)=x3-3ax2+2bx在x=1处有极小值-1,试求a、b的值,并求出f(x)的单调区间.
剖析:由已知x=1处有极小值-1,点(1,-1)在函数f(x)上,得方程组解之可得a、b.
解: (x)=3x2-6ax+2b,由题意知
即
解之得a=,b=-.
此时f(x)=x3-x2-x,(x)=3x2-2x-1=3(x+)(x-1).
当(x)>0时,x>1或x<-,
当(x)<0时,-<x<1.
∴函数f(x)的单调增区间为(-∞,-)和(1,+∞),减区间为(-,1).
评述:极值点、最值点这些是原函数图象上常用的点.
[例2] (2004年全国,19)已知函数f(x)=ax3+3x2-x+1在R上是减函数,求实数a的取值范围.
剖析:在R上为减函数,则导函数在R上恒负.
解:(x)=3ax2+6x-1.
(1)当(x)<0时,f(x)为减函数.
3ax2+6x-1<0(x∈R),a<0时,Δ=36+12a<0,∴a<-3.
∴a<-3时,(x)<0,f(x)在R上是减函数.
(2)当a=-3时,f(x)=-3(x-)3+.
由y=x3在R上的单调性知:a=-3时,f(x)在R上是减函数,综上,a≤-3.
评述:f(x)在R上为减函数(x)≤0(x∈R).
[例3] (2004年全国,21)若函数y=x3-ax2+(a-1)x+1在区间(1,4)内为减函数,在区间(6,+∞)内为增函数,试求实数a的取值范围.
剖析:用导数研究函数单调性,考查综合运用数学知识解决问题的能力.
解: (x)=x2-ax+a-1=0得x=1或x=a-1,
当a-1≤1,即a≤2时,函数f(x)在(1,+∞)上为增函数,不合题意.
当a-1>1,即a>2时,函数f(x)在(-∞,1)上为增函数,在(1,a-1)上为减函数,在(a-1,+∞)上为增函数.
依题意,当x∈(1,4)时,(x)<0,当x∈(6,+∞)时,(x)>0,∴4≤a-1≤6.
∴5≤a≤7.∴a的取值范围为[5,7].
评述:若本题是“函数f(x)在(1,4)上为减函数,在(4,+∞)上为增函数.”我们便知x=4两侧使函数(x)变号,因而需要讨论、探索,属于探索性问题.
●闯关训练
夯实基础
3.已知f(x)=(x-1)2+2,g(x)=x2-1,则f[g(x)]
A.在(-2,0)上递增 B.在(0,2)上递增
C.在(-,0)上递增 D.在(0,)上递增
解析:F(x)=f[g(x)]=x4-4x2+6,(x)=4x3-8x,
令(x)>0,得-<x<0或x>,
∴F(x)在(-,0)上递增.
答案:C
2.函数f(x)=ax2-b在(-∞,0)内是减函数,则a、b应满足
A.a<0且b=0 B.a>0且b∈R
C.a<0且b≠0 D.a<0且b∈R
解析: (x)=2ax,x<0且(x)<0,
∴a>0且b∈R.
答案:B
1.函数y=x2(x-3)的减区间是
A.(-∞,0) B.(2,+∞)
C.(0,2) D.(-2,2)
解析:y′=3x2-6x,由y′<0,得0<x<2.