已知对任意的实数m,直线x+y+m=0都不与曲线f(x)=x 3 -3ax(a∈R)相切.

已知对任意的实数m,直线x+y+m=0都不与曲线f(x)=x 3 -3ax(a∈R)相切.
(I)求实数a的取值范围;
(II)当x∈[-1,1]时,函数y=f(x)的图象上是否存在一点P,使得点P到x轴的距离不小于
1
4
.试证明你的结论.
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扛ll的 幼苗

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(I)f′(x)=3x 2 -3a∈[-3a,+∞),
∵对任意的实数m,直线x+y+m=0都不与曲线f(x)=x 3 -3ax(a∈R)相切,
∴-1∉[-3a,+∞),∴-3a>-1,∴实数a的取值范围为a<
1
3 ;
(II)存在,证明:问题等价于当x∈[-1,1]时,|f(x)| max
1
4 ,
设g(x)=|f(x)|,则g(x)在[-1,1]上是偶函数,
故只要证明当x∈[0,1]时, |f(x)| max ≥
1
4 ,
①当a≤0时,f′(x)=3x 2 -3a≥0,f(x)在[0,1]上单调递增,且f(0)=0,g(x)=f(x),
g(x) max =f(1)=1-3a>1>
1
4 ;
②当0<a<
1
3 时,f′(x)=3x 2 -3a=3(x+
a )(x-
a ),
令f′(x)<0,得0<x<
a ,令f′(x)>0得
a <x<1,
∴f(x)在[0,
a ]上单调递减,在[
a ,1]上单调递增,
注意到 f(0)=f(
3a )=0 ,且
a <
3a <1,
∴x∈(0,
3a )时,g(x)=-f(x),x∈(
3a ,1]时,g(x)=f(x),
∴g(x) max =max{f(1),-f(
a )},
由 f(1)=1-3a≥
1
4 及 0<a<
1
3 ,解得 0<a≤
1
4 ,此时 -f(
a )≤f(1) 成立.
∴ g(x ) max =f(1)=1-3a≥
1
4 .
由 -f(
a )=2a
a ≥
1
4 及 0<a<
1
3 ,解得
1
4 ≤a<
1
3 ,此时 -f(
a )≥f(1) 成立.
∴ g(x ) max =-f(
a )=2a
a ≥
1
4 .
∴在x∈[-1,1]上至少存在一个x 0 ,使得|f(x 0 )|≥
1
4 成立,
即当x∈[-1,1]时,函数y=f(x)的图象上至少存在一点P,使得点P到x轴的距离不小于
1
4 .

1年前

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