问题 解答题
已知函数f(x)=-
1
4
x4+
2
3
x3+ax2-2x-2
在区间[-1,1]上单调递减,在区间[1,2]上单调递增,
(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.
答案

(1)∵函数f(x)=-

1
4
x4+
2
3
x3+ax2-2x-2

∴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)=-

1
4
x4+
2
3
x3+
1
2
x2-2x-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
-
8
3
<-2

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--

37
12
<m<-
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)=-

5
12
,即f(x)≤-
5
12

所以f(x)+p≤p-

5
12
,要使f(x)+p≠1,只有p-
5
12
<1,才能满足题

意,解之得,p<

17
12

单项选择题 A1/A2型题
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