(2014•泉州模拟)设函数f(x)=-xn+ax+b(a,b∈R,n∈N*),函数g(x)=sinx.

(2014•泉州模拟)设函数f(x)=-xn+ax+b(a,b∈R,n∈N*),函数g(x)=sinx.
(Ⅰ)当a=b=n=3时,求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)当a=b=1,n=2时,求函数h(x)=g(x)-f(x)的最小值;
(Ⅲ)当n=4时,已知|f(x)|≤[1/2]对任意x∈[-1,1]恒成立,且关于x的方程f(x)=g(x)有且只有两个实数根x1,x2.试证明:x1+x2<0.
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13784550810 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)当a=b=n=3时,f(x)=-x3+3x+3,f′(x)=-3x2+3,从而f(x)在(-1,1)递增,在(-∞,-1),(1,+∞)递减,
(Ⅱ)a=b=1且n=2时,h(x)=sinx+x2-x-1,则h′(x)=c0sx+2x-1,令k(x)=h′(x),得h(x)=g(x)-f(x)的最小值h(x)min=h(0)=-1;
(Ⅲ)∀x∈[-1,1],有|f(x)|≤[1/2],从而|f(0)|≤[1/2],|f(1)|≤[1/2],|f(-1)|≤[1/2],解得b=[1/2],a=0,从而f(x)=-x4+[1/2],经过检验符合题意,设F(x)=f(x)-g(x)=-x4+[1/2]-sinx,由F(-2),F(-1),F(0),F(1)且x的方程f(x)=g(x)有且只有两个实数根x1,x2,故x1+x2<0.

解;(Ⅰ)当a=b=n=3时,f(x)=-x3+3x+3,f′(x)=-3x2+3,
令f′(x)>0,解得:-1<x<1,
令f′(x)<0,解得:x>1或x<-1,
∴f(x)在(-1,1)递增,在(-∞,-1),(1,+∞)递减,
(Ⅱ)a=b=1且n=2时,h(x)=sinx+x2-x-1,
则h′(x)=cosx+2x-1,
令k(x)=h′(x),则k′(x)=-sinx+2,
∵k′(x)>0,∴k(x)在R上递增,
又k(0)=0,
∴x>0时,k(x)=h′(x)>h′(0)=0,h(x)在(0,+∞)递增,
x<0时,k(x)=h′(x)<h′(0)=0,h(x)在(-∞,0)递减,
∴h(x)=g(x)-f(x)的最小值h(x)min=h(0)=-1;
(Ⅲ)∵∀x∈[-1,1],有|f(x)|≤[1/2],
∴|f(0)|≤[1/2],|f(1)|≤[1/2],|f(-1)|≤[1/2],



1
2≤b≤
1
2,①

1
2≤a+b≤
3
2,②

1
2≤−a+b≤
3
2③,
由②+③得[1/2]≤b≤[3/2],④,再由①④得b=[1/2],∴a=0,
∴f(x)=-x4+[1/2],经过检验符合题意,
设F(x)=f(x)-g(x)=-x4+[1/2]-sinx,
∵F(-2)=-16+[1/2]-sin(-2)<0,
F(-1)=sin1-[1/2]>sin[π/6]-[1/2]=0,
F(0)=[1/2]-sin0>0,
F(1)=-[1/2]-sin1<0,
∵x的方程f(x)=g(x)有且只有两个实数根x1,x2
∴-2<x1<-1,0

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.

考点点评: 本题考察了函数,导数,函数的零点,考察推理论证能力,运算求解能力,考察函数与方程思想,数形结合思想,化归与转化思想,是一道综合题.

1年前

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