问题
解答题
函数f(x)=
(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) | 增 | 极大值 | 减 | 极小值 | 增 |
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=
或x=-k
…(10分)k
所以情况如下表:
x | (-∞,-
| -
| (-
|
| (
| ||||||||||||
g′(x) | + | 0 | - | 0 | + | ||||||||||||
g(x) | 增 | 极大值 | 减 | 极小值 | 增 |
k |
即g(-
)=k
k2 3
<0,解得0<k<k
…(12分) 9 4
综上所述,k的取值范围是k<
…(13分)9 4