作业帮 > 综合 > 作业

(2011•浙江模拟)已知函数f(x)=−x3+x2,x<1alnx,    &

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/09/21 22:46:17
(2011•浙江模拟)已知函数f(x)=
x
(2011•浙江模拟)已知函数f(x)=−x3+x2,x<1alnx,    &
(Ⅰ)因为f(x)=

−x3+x2,x<1
alnx,     x≥1.
①当-1≤x≤1时,f'(x)=-x(3x-2),解f'(x)>0得到0<x<
2
3;解f'(x)<0得到-1<x<0或
2
3<x<1.所以f(x)在(-1,0)和(
2
3,1)上单调递减,在(0,
2
3)上单调递增,
从而f(x)在x=
2
3处取得极大值f(
2
3)=
4
27.…(3分),
又f(-1)=2,f(1)=0,所以f(x)在[-1,1)上的最大值为2.…(4分)
②当1≤x≤e时,f(x)=alnx,当a≤0时,f(x)≤0;当a>0时,f(x)在[1,e]上单调递增,
所以f(x)在[1,e]上的最大值为a.
所以当a≥2时,f(x)在[-1,e]上的最大值为a;当a<2时,f(x)在[-1,e]上的最大值为2.…(8分)
(Ⅱ)假设曲线y=f(x)上存在两点P,Q,使得POQ是以O为直角顶点的直角三角形,则P,Q只能在y轴的两侧,不妨设P(t,f(t))(t>0),则Q(-t,t3+t2),且t≠1.…(9分)
因为△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,所以

OP•

OQ=0,
即:-t2+f(t)•(t3+t2)=0(1)…(10分)   
是否存在点P,Q等价于方程(1)是否有解.
若0<t<1,则f(t)=-t3+t2,代入方程(1)得:t4-t2+1=0,此方程无实数解.…(11分)
若t>1,则f(t)=alnt,代入方程(1)得到:
1
a=(t+1)lnt,…(12分)
设h(x)=(x+1)lnx(x≥1),则h′(x)=lnx+
1
x>0在[1,+∞)上恒成立.
所以h(x)在[1,+∞)上单调递增,从而h(x)≥h(1)=0,
所以当a>0时,方程
1
a=(t+1)lnt有解,即方程(1)有解.…(14分)
所以,对任意给定的正实数a,曲线y=f(x)上是否存在两点P,Q,使得POQ是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜