已知函数的极小值大于零,其中x∈R,θ∈[0,π].
(I)求θ的取值范围;
(II)若在θ的取值范围内的任意θ,函数f(x)在区间(2a-1,a)内都是增函数,求实数a的取值范围;
(III)设,,若f[f(x0)]=x0,求证:f(x0)=x0.
网友回答
解:(I)f'(x)=12x2-6xsinθ令f'(x)=0得
函数f(x)存在极值,sinθ≠0,(1分)
由θ∈[0,π]及(I),只需考虑sinθ>0的情况.
当x变化时,f'(x)的符号及f(x)的变化情况如下表:
因此,函数f(x)在处取得极小值,且=(3分)
要使>0,必有可得
所以θ的取值范围是(5分)
(II)由(I)知,函数f(x)在区间(-∞,0)与内都是增函数.
由题设,函数f(x)在(2a-1,a)内是增函数,则a须满足不等式组
,或,
∵
∴要使不等式关于参数θ恒成立,必有.
解得a≤0或,所以a的取值范围是.(8分)
(III)用反证法证明:
假设f(x0)≠x0,则f(x0)<x0,或f(x0)>x0,
∵,,
∴,或
当时,
∵函数f(x)在区间内是增函数,
∴f[f(x0)]<f(x0),即x0<f(x0)矛盾;
当时,
∵函数f(x)在区间内是增函数,
∴f[f(x0)]>f(x0),即x0>f(x0)也矛盾;
故假设不成立,即f(x0)=x0成立.(12分)
解析分析:(I)对函数求导得,f′(x)=12x2-6xsinθ,令,且由题意可知x1≠x2,依据题中的条件找出函数的极小值点为,函数的极小值大于零?(II)由(I)知,函数f(x)增区间(-∞,0)与,函数f(x)在区间(2a-1,a)内都是增函数?区间(2a-1,a)?(-∞,0)或(2a-1,a)?(,+∞),从而求a的取值范围(III)假设f(x0)≠x0则f(x0)<x0或f(x0)>x0,结合(II)函数在的单调性进行推理,得出矛盾
点评:本题综合考查了利用导数的知识求解函数的极值,求函数的单调区间问题,以及结合单调性及反证法综合考查函数的综合知识.