已知函数f(x)=-
(1)求实数a的值; (2)若关于x的方程f(2x)=m有三个不同实数解,求实数m的取值范围; (3)若函数y=log2[f(x)+p]的图象与坐标轴无交点,求实数p的取值范围. |
(1)∵函数f(x)=-
x4+1 4
x3+ax2-2x-22 3
∴f’(x)=-x3+2x2+2ax-2
依题意,f(x) 在区间[-1,1]上单调递减,在[1,2]上单调递增,
所以f(x)在x=1处有极值,即f’(1)=-1+2+2a-2=0,解出a=
,1 2
(2)由(1)得f(x)=-
x4+1 4
x3+2 3
x2-2x-21 2
f’(x)=-x3+2x2+x-2
令t=2x,(t>0)则t=2x为增函数,每个x对应一个t,
而由题意:f(2x)=m有三个不同的实数解,就是说,关于t的方程f(t)=m在t>0时有三个不同的实数解.
∵f’(t)=-t3+2t2+t-2=-(t+1)(t-1)(t-2)
令f’(t)≥0以求f(t)的增区间,得-(t+1)(t-1)(t-2)≥0,保证t>0,求得f(t)的增区间为1≤t≤2
令f’(t)≤0以求f(t)的减区间,得-(t+1)(t-1)(t-2)≤0,保证t>0,求得f(t)的减区间为0<t≤1或t≥2
所以f(t),
在t=1时有极小值,极小值为f(1)=-
,37 12
在t=2时有极大值,极大值为f(2)=-
,8 3
在t趋向于0时,f(t)趋向于-2.
∵-
<-37 12
<-28 3
f(t)在t>0上的图象为双峰形的一半,则要使f(t)=m有三个不同的实数解,须--
<m<-37 12 8 3
(3)∵函数y=log2[f(x)+p]的真数部分为f(x)+p,
∴f(x)+p>0,
要使函数y=log2[f(x)+p]的图象与x轴无交点,只有f(x)+p≠1,
由(2)知,f(x)的最大值为f(-1)=-
,即f(x)≤-5 12 5 12
所以f(x)+p≤p-
,要使f(x)+p≠1,只有p-5 12
<1,才能满足题5 12
意,解之得,p<17 12