问题 解答题
已知函数f(x)=4x3-3x2sinθ+
1
32
,其中x∈R,θ∈(0,π).
(Ⅰ)若f′(x)的最小值为-
3
4
,试判断函数f(x)的零点个数,并说明理由;
(Ⅱ)若函数f(x)的极小值大于零,求θ的取值范围.
答案

(I)f'(x)=12x2-6xsinθ,

x=

sinθ
4
时,f'(x)有最小值为f′(x)=-
3
4
sin2θ

所以-

3
4
sin2θ=-
3
4
,即sin2θ=1,

因为θ∈(0,π),所以sinθ=1,

所以f'(x)=12x2-6x,

所以f(x)在(0,

1
2
)上是减函数,在(-∞,0),(
1
2
,+∞)
上是增函数,

f(0)=

1
32
>0,f(
1
2
)=-
7
32
<0

故函数f(x)的零点个数有3个;

(Ⅱ)f'(x)=12x2-6xsinθ

令f'(x)=0,解得x1=0,x2=

sinθ
2

由θ∈(0,π)知sinθ>0,根据(I),当x变化时,f'(x)的符号及f(x)的变化情况如下表:

  x(-∞,0)0(0,
sinθ
2
)
sinθ
2
(
sinθ
2
,+∞)
f'(x)+0-0+
f(x)极大值极小值
因此,函数f(x)在x=
sinθ
2
处取得极小值f(
sinθ
2
)=-
1
4
sin3θ+
1
32

要使f(

sinθ
2
)>0,必有-
1
4
sin3θ+
1
32
>0

整理得0<sinθ<

1
2
,又θ∈(0,π),

解得θ∈(0,

π
6
)∪(
6
,π).

所以θ的取值范围是θ∈(0,

π
6
)∪(
6
,π).

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