专题05 函数与导数的综合运用
【自主热身,归纳提炼】
1、函数f(x)=ax3+ax2-2ax+2a+1的图像经过四个象限的充要条件是________.
【答案】-a时,f′(x)=3x2-2ax=x(3x-2a)>0,所以f(x)在(a,+∞)上单调递增,所以当a>0时,f(x)在上单调递增,在上单调递减,在(a,+∞)上单调递增.要使函数在区间[0,2]上单调递增,则必有a≥2,解得a≥3.综上,实数a的取值范围是(-∞,0]∪[3,+∞).
【关联1】、若函数f(x)=(a∈R)在区间[1,2]上单调递增,则实数a的取值范围是________.
【答案】:
【解析】:【思路分析】 本题所给函数含有绝对值符号,可以转化为g(x)=-的值域和单调性来研究,根据图像的对称性可得g(x)=-只有单调递增和单调递减这两种情况.
设g(x)=-,因为f(x)=|g(x)|在区间[1,2]上单调递增,所以g(x)有两种情况:
①g(x)≤0且g(x)在区间[1,2]上单调递减.
又g′(x)=,所以g′(x)=≤0在区间[1,2]上恒成立,且g(1)≤0.
所以无解.
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②g(x)≥0且g(x)在区间[1,2]上单调递增,即g′(x)=≥0在区间[1,2]上恒成立,且g(1)≥0,
所以解得a∈.
综上,实数a的取值范围为.
【关联2】、若函数f(x)=(x+1)2|x-a|在区间[-1,2]上单调递增,则实数a的取值范围是________.
【答案】: (-∞,-1]∪
由于条件中函数的解析式比较复杂,可以先通过代数变形,将其化为熟悉的形式,进而利用导数研究函数的性质及图像,再根据图像变换的知识得到函数f(x)的图像进行求解.
函数f(x)=(x+1)2|x-a|=|(x+1)2(x-a)|=|x3+(2-a)x2+(1-2a)x-a|.
令g(x)=x3+(2-a)x2+(1-2a)x-a,则
g′(x)=3x2+(4-2a)x+1-2a=(x+1)(3x+1-2a).
令g′(x)=0得x1=-1,x2=.
①当0,解得x-1;令g′(x)0,解得x;令g′(x)