2012届高考数学第二轮备考复习:含参数不等式的恒成立问题

编辑: 逍遥路 关键词: 高三 来源: 高中学习网
题型十 含参数不等式的恒成立问题
(推荐时间:30分钟)
1.已知函数f(x)=x3-3ax2-9a2x+a3.
(1)设a=1,求函数f(x)的极值;
(2)若a>14,且当x∈[1,4a]时,f′(x)≤12a恒成立,试确定a的取值范围.
2.(2011?湖北)设函数f(x)=x3+2ax2+bx+a,g(x)=x2-3x+2,其中x∈R,a、b为常数,已知曲线y=f(x)与y=g(x)在点(2,0)处有相同的切线l.
(1)求a、b的值,并写出切线l的方程;
(2)若方程f(x)+g(x)=mx有三个互不相同的实根0、x1、x2,其中x1
答案
1.解 (1)当a=1时,对函数f(x)求导数,得f′(x)=3x2-6x-9.
令f′(x)=0,解得x1=-1,x2=3.
列表讨论f(x)、f′(x)的变化情况:
x(-∞,-1)-1(-1,3)3(3,+∞)
f′(x)+0-0+
f(x) ?
极大值6
极小值-26

所以f(x)的极大值是f(-1)=6,极小值是f(3)=-26.
(2)f′(x)=3x2-6ax-9a2的图象是一条开口向上的抛物线,关于直线x=a对称.
若14从而f′(x)在[1,4a]上的最小值是f′(1)=3-6a-9a2,最大值是f′(4a)=15a2.
由f′(x)≤12a,得-12a≤3x2-6ax-9a2≤12a,
于是有f′(1)=3-6a-9a2≥-12a,且f′(4a)=15a2≤12a.
由f′(1)≥-12a,得-13≤a≤1;
由f′(4a)≤12a,得0≤a≤45.
所以a∈14,1∩-13,1∩0,45,
即a∈14,45.
若a>1,则f′(a)=12a2>12a,故当x∈[1,4a]时f′(x)≤12a不恒成立.
所以使f′(x)≤12a(x∈[1,4a])恒成立的a的取值范围是14,45.
2.解 (1)f′(x)=3x2+4ax+b,g′(x)=2x-3.
由于曲线y=f(x)与y=g(x)在点(2,0)处有相同的切线,
故有f(2)=g(2)=0,f′(2)=g′(2)=1,
由此得8+8a+2b+a=0,12+8a+b=1, 解得a=-2,b=5.
所以切线l的方程为x-y-2=0.
(2)由(1)得f(x)=x3-4x2+5x-2,
所以f(x)+g(x)=x3-3x2+2x.
依题意,方程x(x2-3x+2-m)=0有三个互不相同的实根0、x1、x2,故x1、x2是方程x2-3x+2-m=0的两相异的实根,所以Δ=9-4(2-m)>0,即m>-14.
又对任意的x∈[x1,x2],f(x)+g(x)特别地,取x=x1时,f(x1)+g(x1)-mx1<-m恒成立,得m<0,
由根与系数的关系得x1+x2=3>0,x1x2=2-m>0.故0对任意的x∈[x1,x2],有x-x2≤0,x-x1≥0,x>0,
所以f(x)+g(x)-mx=x(x-x1)(x-x2)≤0.
又f(x1)+g(x1)-mx1=0,
所以函数f(x)+g(x)-mx在x∈[x1,x2]上的最大值为0.
于是当m<0时,对任意的x∈[x1,x2],
f(x)+g(x)综上所述,m的取值范围是-14,0.

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