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已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2-kx3.(k≥0)(Ⅰ)求g(x)的解析式;(Ⅱ)讨论函数f(x)在区间(-∞,0)上的单调性;(Ⅲ)若k=13,设g(x)是函数f(x)在区间[0,+∞)上的导函数,问是否存在实数a,满足a>1并且使g(x)在区间[12,a]上的值域为[1a,1],若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.试题及答案-单选题-云返教育
试题详情
已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x
2
-kx
3
.(k≥0)
(Ⅰ)求g(x)的解析式;
(Ⅱ)讨论函数f(x)在区间(-∞,0)上的单调性;
(Ⅲ)若k=
1
3
,设g(x)是函数f(x)在区间[0,+∞)上的导函数,问是否存在实数a,满足a>1并且使g(x)在区间[
1
2
,a]上的值域为[
1
a
,1],若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.
试题解答
见解析
解:(Ⅰ)∵f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x
2
-kx
3
∴当x<0时,-x>0,f(x)=-f(-x)=-(x
2
+kx
3
)
∴f(x)=
{
x
2
-kx
3
(x≥0)
-x
2
-kx
3
(x<0)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知当x∈(-∞,0)时,f(x)=-x
2
-kx
3
当k=0时,f'(x)=-2x,在区间(-∞,0)上,f'(x)>0,f(x)是增函数.
当k≠0∴f′(x)=-2x-kx
2
,令f′(x)=-2x-kx
2
=0得x=-
2
3k
或x=0
∴在区间(-∞,-
2
3k
)上,f′(x)<0,f(x)是减函数;
在区间(-
2
3k
,0)上,f'(x)>0,f(x)是增函数.
(Ⅲ)∵k=
1
3
,当x≥0时,f(x)=x
2
-
1
3
x
3
∴g(x)=f'(x)=2x-x
2
=-(x-1)
2
+1,
又∵a>1.
∴g(x)在区间[
1
2
,a]上,当x=1时g(x)取得最大值1
当1<a≤
3
2
时,g(x)
min
=g(
1
2
)=
3
4
,由
3
4
=
1
a
得:a=
4
3.
当a>
3
2
时,g(x)
min
=g(a)=2a-a
2
,
由2a-a
2
=
1
a
解得:a=
1+
√
5
2
或a=
1-
√
5
2
(舍)或a=1(舍)
∴存在满足题意的实数a=
4
3
或a=
1+
√
5
2
.
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集合的包含关系判断及应用;集合的表示法;集合的分类;集合的含义;集合的确定性、互异性、无序性;集合的相等;元素与集合关系的判断;子集与真子集
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