已知函数f(x)=-x3+x2+(m2-1)x,其中m>0.(1)若m=2,求函数f(x)的单调区间;(2)方程f(x)=0有三个不同的根0,x1,x2,若对任意的x

发布时间:2020-07-31 22:33:00

已知函数f(x)=-x3+x2+(m2-1)x,其中m>0.
(1)若m=2,求函数f(x)的单调区间;
(2)方程f(x)=0有三个不同的根0,x1,x2,若对任意的x∈[x1,x2],有f(x)>f(1)恒成立,求m的取值范围.

网友回答

解:(1)∵f′(x)=-x2+2x+3=-(x-3)(x+1),…2
令f′(x)=0,解得x=3或x=-1.
f(x)在(-∞,-1)和(3,+∞)内为减函数,在(-1,3)内为增函数…5
(2)∵方程f(x)=x(-x2+x+m2-1)=-x(x-x1)(x-x2),
∴方程-x2+x+m2-1=0有两个不同的根x1,x2,
∴x1+x2=3,且△=1+(m2-1)>0,解得m<-(舍去),m>…7
∵x1<x2,
∴x1+x2<2x2,
∴x2>>1.
若x1≤1<x2,即f(1)=-(1-x1)(1-x2)≥0,而f(1)=0,不合题意…8
若1<x1<x2,则对任意的x∈[x1,x2]有x-x1≥0,x-x2≤0,
则f(x)=-x(x-x1)(x-x2)≥0,又f(x1)=0,
∴函数f(x)在x∈[x1,x2]的最小值为0,
于是对任意的x∈[x1,x2],有f(x)>f(1)恒成立的充要条件是f(1)=m2-<0,解得-<m<,
综上,m的取值范围是(,)…12
解析分析:(1)求得f′(x),令f′(x)=0,进一步可求得函数f(x)的单调区间;(2)依题意可得f(x)=-x(x-x1)(x-x2),从而方程-x2+x+m2-1=0有两个不同的根x1,x2,利用韦达定理可得x2>>1,m>;当1<x1<x2,可求得函数f(x)在x∈[x1,x2]的最小值为0,从而可得f(1)=m2-<0,于是可求得m的取值范围.

点评:本题考查利用导数研究函数的单调性与最值,考查转化与分类讨论思想,考查综合分析与解决问题的能力,属于难题.
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