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已知函数f(x)=1-x21+x+x2(x∈R).求函数f的单调区间和极值;若x2+etx+et-2≥0对满足|x|≤1的任意实数

题文

已知函数f(x)=1-x21+x+x2(x∈R).
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和极值;
(Ⅱ)若(et+2)x2+etx+et-2≥0对满足|x|≤1的任意实数x恒成立,求实数t的取值范围(这里e是自然对数的底数);
(Ⅲ)求证:对任意正数a、b、λ、μ,恒有f[(λa+μbλ+μ)2]-f(λa2+μb2λ+μ)≥(λa+μbλ+μ)2-λa2+μb2λ+μ. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(Ⅰ)f′(x)=-2x(1+x+x2)-(2x+1)(1-x2)(1+x+x2)2=-[x-(-2+3)]•[x-(-2-3)](1+x+x2)2
∴f(x)的增区间为(-2-3,-2+3),f(x)减区间为(-∞,-2-3)和(-2+3,+∞).
极大值为f(-2+3)=233,极小值为f(-2-3)=-233.…4分
(Ⅱ)原不等式可化为et≥2(1-x2)1+x+x2由(Ⅰ)知,|x|≤1时,f(x)的最大值为233.
∴2(1-x2)1+x+x2的最大值为433,由恒成立的意义知道et≥433,从而t≥ln433…8分
(Ⅲ)设g(x)=f(x)-x=1-x21+x+x2-x(x>0)
则g′(x)=f′(x)-1=-(x2+4x+1)(1+x+x2)2-1=-x4+2x3+4x2+6x+2(1+x+x2)2.
∴当x>0时,g'(x)<0,故g(x)在(0,+∞)上是减函数,
又当a、b、λ、μ是正实数时,(λa+μbλ+μ)2-λa2+μb2λ+μ=-λμ(a-b)2(λ+μ)2≤0
∴(λa+μbλ+μ)2≤λa2+μb2λ+μ.
由g(x)的单调性有:f[(λa+μbλ+μ)2]-(λa+μbλ+μ)2≥f(λa2+μb2λ+μ)-λa2+μb2λ+μ,
即f[(λa+μbλ+μ)2]-f(λa2+μb2λ+μ)≥(λa+μbλ+μ)2-λa2+μb2λ+μ.…12分

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解析

-2x(1+x+x2)-(2x+1)(1-x2)(1+x+x2)2

考点

据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=1-x21+x+x2(.....”主要考查你对 [函数的奇偶性、周期性 ]考点的理解。 函数的奇偶性、周期性

函数的奇偶性定义:

偶函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),则称函数f(x)为偶函数。
奇函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数。 
 
函数的周期性

(1)定义:若T为非零常数,对于定义域内的任一x,使f(x+T)=f(x)恒成立,则f(x)叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期。
周期函数定义域必是无界的。
(2)若T是周期,则k·T(k≠0,k∈Z)也是周期,所有周期中最小的正数叫最小正周期。一般所说的周期是指函数的最小正周期。
周期函数并非都有最小正周期,如常函数f(x)=C。

奇函数与偶函数性质:

(1)奇函数与偶函数的图像的对称性:奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称。
(3)在公共定义域内,①两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数; ②两个偶函数的和、积是偶函数; ③一个奇函数,一个偶函数的积是奇函数。

注:定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

1、函数是奇函数或偶函数的前提定义域必须关于原点对称;定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

2、函数的周期性    令a , b 均不为零,若: 
(1)函数y = f(x) 存在 f(x)=f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|a| 
(2)函数y = f(x) 存在f(a + x) = f(b + x) ==> 函数最小正周期 T=|b-a| 
(3)函数y = f(x) 存在 f(x) = -f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(4)函数y = f(x) 存在 f(x + a) =
已知函数f(x)=1-x21+x+x2(x∈R).求函数f的单调区间和极值;若x2+etx+et-2≥0对满足|x|≤1的任意实数
  ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(5)函数y = f(x) 存在 f(x + a) = 
已知函数f(x)=1-x21+x+x2(x∈R).求函数f的单调区间和极值;若x2+etx+et-2≥0对满足|x|≤1的任意实数
  ==> 函数最小正周期 T=|4a|

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