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函数f=13x3-kx,其中实数k为常数.当k=4时,求函数的单调区间;若曲线y=f与直线y=k只有一个交点,求实数k的取值范围.

题文

函数f(x)=13x3-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. 题型:未知 难度:其他题型

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…(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)增极大值减极小值增g(x)有且仅有一个零点等价于g(-k)<0…(11分)
即g(-k)=23kk<0,解得0<k<94…(12分) 
综上所述,k的取值范围是k<94…(13分)

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解析

x(-∞,-2)-2(-2,2)2(2,+∞)f′(x)+0-0+f(x)增极大值减极小值增

考点

据考高分专家说,试题“函数f(x)=13x3-kx,其中实数k.....”主要考查你对 [函数的零点与方程根的联系 ]考点的理解。 函数的零点与方程根的联系

函数零点的定义

一般地,如果函数y =f(x)在实数a处的值等于零,即f(a)=o,则a叫做这个函数的零点,有时我们把一个函数的图象与x轴的交点的横坐标,也叫做这个函数的零点。               

函数零点具有的性质:

对于任意函数y=(x)只要它的图象是连续不间断的,则有:
(1)当它通过零点时(不是二重零点),函数值变号.如函数f(x)=x2-2x -3的图象在零点-1的左边时,函数值取正号,当它通过第一个零点-1时,函数值由正变为负,在通过第二个零点3时,函数值又由负变为正.
(2)在相邻两个零点之间所有的函数值保持同号,

方程的根与函数的零点的联系

方程f(x)=0有实根
函数f=13x3-kx,其中实数k为常数.当k=4时,求函数的单调区间;若曲线y=f与直线y=k只有一个交点,求实数k的取值范围.
函数y=f(x)的图像与x轴有交点
函数f=13x3-kx,其中实数k为常数.当k=4时,求函数的单调区间;若曲线y=f与直线y=k只有一个交点,求实数k的取值范围.
函数y=f(x)有零点

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