问题 解答题
函数f(x)=
1
3
x3-kx,其中实数k为常数.
(I) 当k=4时,求函数的单调区间;
(II) 若曲线y=f(x)与直线y=k只有一个交点,求实数k的取值范围.
答案

(I)因为f′(x)=x2-k…(2分)

当k=4时,f′(x)=x2-4,令f′(x)=x2-4=0,所以x=-2或x=2

f′(x),f(x)随x的变化情况如下表:

x(-∞,-2)-2(-2,2)2(2,+∞)
f′(x)+0-0+
f(x)极大值极小值
…(4分)

所以f(x)的单调递增区间是(-∞,-2),(2,+∞)

单调递减区间是(-2,2)…(6分)

(II)令g(x)=f(x)-k,所以g(x)只有一个零点…(7分)

因为g′(x)=f′(x)=x2-k

当k=0时,g(x)=x3,所以g(x)只有一个零点0                …(8分)

当k<0时,g′(x)=x2-k>0对x∈R成立,

所以g(x)单调递增,所以g(x)只有一个零点…(9分)

当k>0时,令g′(x)=f′(x)=x2-k

=0,解得x=

k
或x=-
k
…(10分)

所以情况如下表:

x(-∞,-
k
-
k
(-
k
k
k
k
,+∞)
g′(x)+0-0+
g(x)极大值极小值
g(x)有且仅有一个零点等价于g(-
k
)<0…(11分)

即g(-

k
)=
2
3
k
k
<0,解得0<k<
9
4
…(12分) 

综上所述,k的取值范围是k<

9
4
…(13分)

单项选择题 A1/A2型题
填空题