问题 解答题
已知函数f(x)=ax3+bx2+cx(a≠0,x∈R)为奇函数,且f(x)在x=1处取得极大值2.
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)记g(x)=
f(x)
x
+(k+1)lnx
,求函数y=g(x)的单调区间;
(3)在(2)的条件下,当k=2时,若函数y=g(x)的图象在直线y=x+m的下方,求m的取值范围.
答案

(1)由f(x)=ax3+bx2+cx(a≠0)为奇函数,

∴f(-x)=-f(x),代入得,b=0

∴f'(x)=3ax2+c,且f(x)在x=1取得极大值2.

f′(1)=0
f(1)=2
3a+c=0
a+c=2.

解得a=-1,c=3,

∴f(x)=-x3+3x

(2)∵g(x)=-x2+3+(k+1)lnx,

g′(x)=-2x+(k+1)

1
x
=
-2x2+(k+1)
x

因为函数定义域为(0,+∞),所以

①当,k=-1时,g'(x)=-2x<0,函数在(0,+∞)上单调递减;

②当k<-1时,k+1<0,

∵x>0,

g′(x)=

-2x2+(k+1)
x
<0.可得函数在(0,+∞)上单调递减;

③k>-1时,k+1>0,令g'(x)>0,得

-2x2+(k+1)
x
>0,

∵x>0,

∴-2x2+(k+1)>0,得-

k+1
2
<x<
k+1
2
,结合x>0,得0<x<
k+1
2

令g'(x)<0,得

-2x2+(k+1)
x
<0,同上得2x2>(k+1),解得x>
k+1
2

∴k>-1时,单调递增区间为(0,

k+1
2
),单调递增区间为(
k+1
2
,+∞)

综上,当k≤-1时,函数的单调递减区间为(0,+∞),无单调递增区间;

当k>-1时,函数的单调递增区间为(0,

k+1
2
),单调递减区间为(
k+1
2
,+∞)(包含
k+1
2
不扣分)

(3)当k=2时,g(x)=-x2+3+3lnx,

令h(x)=g(x)-(x+m)=-x2-x+3lnx+3-m,(11分)

h′(x)=-2x-1+

3
x

令h′(x)=0,

-2x2-x+3
x
=0,得x=1,x=-
3
2
(舍去).

由函数y=h(x)定义域为(0,+∞),则当0<x<1时,h'(x)>0,

当x>1时h'(x)<0,

∴当x=1时,函数h(x)取得最大值1-m.

由1-m<0得m>1

故m的取值范围是(1,+∞).

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