解答题已知函数f(x)=x(x-a)2,g(x)=-x2+(a-1)x+a(其中a为常

发布时间:2020-07-09 03:36:22

解答题已知函数f(x)=x(x-a)2,g(x)=-x2+(a-1)x+a(其中a为常数);
(1)如果函数y=f(x)和y=g(x)有相同的极值点,求a的值;
(2)设a>0,问是否存在,使得f(x0)>g(x0),若存在,请求出实数a的取值范围;若不存在,请说明理由.
(3)记函数H(x)=[f(x)-1]?[g(x)-1],若函数y=H(x)有5个不同的零点,求实数a的取值范围.

网友回答

解:(1)f(x)=x(x-a)2=x3-2ax2+a2x,则f'(x)=3x2-4ax+a2=(3x-a)(x-a),
令f'(x)=0,得x=a或,而g(x)在处有极大值,
∴,或;综上:a=3或a=-1.?(4分)
(2)假设存在,即存在,使得f(x)-g(x)=x(x-a)2-[-x2+(a-1)x+a]=x(x-a)2+(x-a)(x+1)=(x-a)[x2+(1-a)x+1]>0,
当时,又a>0,故x-a<0,
则存在,使得x2+(1-a)x+1<0,(6分)1°当即a>3时,得,∴a>3;2°当即0<a≤3时,得a<-1或a>3,∴a无解;
综上:a>3.????(9分)
(3)据题意有f(x)-1=0有3个不同的实根,g(x)-1=0有2个不同的实根,且这5个实根两两不相等.
(ⅰ)g(x)-1=0有2个不同的实根,只需满足;
(ⅱ)f(x)-1=0有3个不同的实根,1°当即a<0时,f(x)在x=a处取得极大值,而f(a)=0,不符合题意,舍;2°当即a=0时,不符合题意,舍;3°当即a>0时,f(x)在处取得极大值,;所以;
因为(ⅰ)(ⅱ)要同时满足,故;(注:也对)(12分)
下证:这5个实根两两不相等,
即证:不存在x0使得f(x0)-1=0和g(x0)-1=0同时成立;
若存在x0使得f(x0)=g(x0)=1,
由f(x0)=g(x0),即x0(x0-a)2=-x02+(a-1)x0+a,
得(x0-a)(x02-ax0+x0+1)=0,
当x0=a时,f(x0)=g(x0)=0,不符合,舍去;
当x0≠a时,既有x02-ax0+x0+1=0①;
又由g(x0)=1,即-x02+(a-1)x0+a②;
联立①②式,可得a=0;
而当a=0时,H(x)=[f(x)-1]?[g(x)-1]=(x3-1)(-x2-x-1)=0没有5个不同的零点,故舍去,所以这5个实根两两不相等.
综上,当时,函数y=H(x)有5个不同的零点.??????(16分)解析分析:(1)对函数f(x)求导可得f'(x)=3x2-4ax+a2=(3x-a)(x-a),由f'(x)=0,可得得x=a或,而g(x)在处有极大值,从而可得a(2)假设存在,即存在,使得f(x)-g(x)>0,由,及a>0,可得x-a<0,则存在,使得x2+(1-a)x+1<0,结合二次函数的性质求解(3)据题意有f(x)-1=0有3个不同的实根,g(x)-1=0有2个不同的实根,且这5个实根两两不相等.g(x)-1=0有2个不同的实根,只需满足;f(x)-1=0有3个不同的实根,从而结合导数进行求解点评:本题主要考查了导数在求解极值中的应用,解得本题不但要熟练掌握函数的导数的相关的知识,还要具备一定的逻辑推理的能力,此题对考生的能力要求较高.
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