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)=
(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. |
(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)=
<0.可得函数在(0,+∞)上单调递减;-2x2+(k+1) x
③k>-1时,k+1>0,令g'(x)>0,得
>0,-2x2+(k+1) x
∵x>0,
∴-2x2+(k+1)>0,得-
<x<k+1 2
,结合x>0,得0<x<k+1 2
;k+1 2
令g'(x)<0,得
<0,同上得2x2>(k+1),解得x>-2x2+(k+1) x
,k+1 2
∴k>-1时,单调递增区间为(0,
),单调递增区间为(k+1 2
,+∞)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,
),单调递减区间为(k+1 2
,+∞)(包含k+1 2
不扣分)k+1 2
(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,
=0,得x=1,x=--2x2-x+3 x
(舍去).3 2
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,+∞).