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已知对任意的实数m,直线x+y+m=0都不与曲线f(x)=x3-3ax(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
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.试证明你的结论.
分析:(I)由直线x+y+m=0得直线斜率为-1,直线x+y+m=0不与曲线f(x)相切知曲线f(x)上任一点斜率都不为-1,即f′(x)≠-1,求导函数,并求出其范围[-3a,+∞),得不等式-3a>-1,得实数a的取值范围;
(II)转化问题,等价于当x∈[-1,1]时,|f(x)|max
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,设g(x)=|f(x)|,观察出g(x)在[-1,1]上是偶函数,只需求g(x)在[0,1]上的最大值,求函数单调性时,因为含有参数,所以要对参数进行讨论,分为两类求解,在每一类都可证明g(x)max
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,问题得证.
解答:解:(I)f′(x)=3x2-3a∈[-3a,+∞),
∵对任意的实数m,直线x+y+m=0都不与曲线f(x)=x3-3ax(a∈R)相切,
∴-1∉[-3a,+∞),∴-3a>-1,∴实数a的取值范围为a<
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(II)存在,证明:问题等价于当x∈[-1,1]时,|f(x)|max
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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
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①当a≤0时,f′(x)=3x2-3a≥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>
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②当0<a<
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时,f′(x)=3x2-3a=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
)},
f(1)=1-3a≥
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0<a<
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,解得0<a≤
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,此时-f(
a
)≤f(1)
成立.
g(x)max=f(1)=1-3a≥
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-f(
a
)=2a
a
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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
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∴在x∈[-1,1]上至少存在一个x0,使得|f(x0)|≥
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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
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点评:本题考查导数在最大值,最小值问题中的应用,难点之一为利用导数求函数单调性时,式子里面有参数,要对参数进行分类讨论,难点之二要清楚原函数f(x)的零点,排除f(0)为最大值的可能,同时得出g(x)与f(x)的关系.
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.试证明你的结论.

 

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