题文
设f(x)=x33,对任意实数t,记gt(x)=t23x-23t.(I)求函数y=f(x)-g8(x)的单调区间;
(II)求证:(ⅰ)当x>0时,f(x)≥gt(x)对任意正实数t成立;
(ⅱ)有且仅有一个正实数x0,使得g8(x0)≥gt(x0)对任意正实数t成立. 题型:未知 难度:其他题型
答案
(I)y=x33-4x+163.由y'=x2-4=0,得x=±2.因为当x∈(-∞,-2)时,y'>0,
当x∈(-2,2)时,y'<0,
当x∈(2,+∞)时,y'>0,
故所求函数的单调递增区间是(-∞,-2),(2,+∞),
单调递减区间是(-2,2).
(II)证明:(i)方法一:
令h(x)=f(x)-gt(x)=x33-t23x+23t(x>0),则h′(x)=x2-t23,
当t>0时,由h'(x)=0,得x=t13,
当x∈(x13,+∞)时,h'(x)>0,
所以h(x)在(0,+∞)内的最小值是h(t13)=0.
故当x>0时,f(x)≥gt(x)对任意正实数t成立.
方法二:
对任意固定的x>0,令h(t)=gt(x)=t23x-23t(t>0),则h′(t)=23t-13(x-t13),
由h'(t)=0,得t=x3.
当0<t<x3时,h'(t)>0.
当t>x3时,h'(t)<0,
所以当t=x3时,h(t)取得最大值h(x3)=13x3.
因此当x>0时,f(x)≥g(x)对任意正实数t成立.
(ii)方法一:f(2)=83=gt(2).
由(i)得,gt(2)≥gt(2)对任意正实数t成立.
即存在正实数x0=2,使得gx(2)≥gt(2)对任意正实数t成立.
下面证明x0的唯一性:
当x0≠2,x0>0,t=8时,f(x0)=x033,gx(x0)=4x0-163,
由(i)得,x033>4x0-163,
再取t=x03,得gx03(x0)=x033,
所以gx(x0)=4x0-163<x033=gx03(x0),
即x0≠2时,不满足gx(x0)≥gt(x0)对任意t>0都成立.
故有且仅有一个正实数x0=2,
使得gx(x0)0≥gt(x0)对任意正实数t成立.
方法二:对任意x0>0,gx(x0)=4x0-163,
因为gt(x0)关于t的最大值是13x03,所以要使gx(x0)≥gt(x0)
对任意正实数成立的充分必要条件是:4x0-163≥13x03,
即(x0-2)2(x0+4)≤0,①
又因为x0>0,不等式①成立的充分必要条件是x0=2,
所以有且仅有一个正实数x0=2,
使得gx(x0)≥gt(x0)对任意正实数t成立.
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解析
x33考点
据考高分专家说,试题“设f(x)=x33,对任意实数t,记gt.....”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) =
==> 函数最小正周期 T=|2a|
(5)函数y = f(x) 存在 f(x + a) = 
==> 函数最小正周期 T=|4a|


