Question

已知函數(shù)f（x）=

2

3

x3-

1

2

x2-x+1，x∈R
（1）求函數(shù)f（x）的極大值和極小值；
（2）已知x∈R，求函數(shù)f（sinx）的最大值和最小值．
（3）若函數(shù)g（x）=f（x）+a的圖象與x軸有且只有一個(gè)交點(diǎn)，求a的取值范圍．

Answer 1

分析：（1）由函數(shù)的解析式，求出導(dǎo)函數(shù)的值，進(jìn)而分析函數(shù)的單調(diào)性和極值點(diǎn)，代入函數(shù)的解析式可得函數(shù)f（x）的極大值和極小值；
（2）由正弦函數(shù)值域可得sinx∈[-1，1]，結(jié)合（1）中函數(shù)的單調(diào)性分析函數(shù)f（x）在區(qū)間[-1，1]上的極值和端點(diǎn)的函數(shù)值，對(duì)照后可得答案．
（3）若函數(shù)g（x）=f（x）+a的圖象與x軸有且只有一個(gè)交點(diǎn)，故函數(shù)g（x）只有一個(gè)零點(diǎn)，即函數(shù)g（x）的極大值與極小值同號(hào)．

解答：解；（1）∵f（x）=

2

3

x3-

1

2

x2-x+1，
∴f′（x）=2x²-x-1，
令f′（x）=0，則x=-

1

2

或x=1
由x＜-

1

2

或x＞1時(shí)，f′（x）＞0，此時(shí)函數(shù)為增函數(shù)；
-

1

2

＜x＜1時(shí)，f′（x）＜0，此時(shí)函數(shù)為減函數(shù)；
故當(dāng)x=-

1

2

時(shí)，函數(shù)f（x）的極大值

31

24

當(dāng)x=1時(shí)，函數(shù)f（x）的極小值

1

6

（2）令t=sinx，t∈[-1，1]
則f（sinx）=f（t）=

2

3

t3-

1

2

t2-t+1
由（1）可得f（t）在[-1，-

1

2

]上單調(diào)遞增，在[-

1

2

，1]上單調(diào)遞減
又∵f（-1）=

5

6

，f（-

1

2

）=

31

24

，f（1）=

1

6

故函數(shù)f（sinx）的最大值為

31

24

，最小值為

1

6

（3）若函數(shù)g（x）=f（x）+a的圖象與x軸有且只有一個(gè)交點(diǎn)，
則函數(shù)g（x）的極大值

31

24

+a與極小值

1

6

+a同號(hào)
即（

31

24

+a）（

1

6

+a）＞0
解得a＜-

31

24

或a＞-

1

6

點(diǎn)評(píng)：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上的最值，利用導(dǎo)數(shù)求極值，函數(shù)的零點(diǎn)，是導(dǎo)函數(shù)問(wèn)題的綜合應(yīng)用，難度中檔．