Question

已知函數(shù)的極小值大于零，其中x∈R，θ∈[0，π]．
（I）求θ的取值范圍；
（II）若在θ的取值范圍內(nèi)的任意θ，函數(shù)f（x）在區(qū)間（2a-1，a）內(nèi)都是增函數(shù)，求實數(shù)a的取值范圍；
（III）設(shè)，，若f[f（x₀）]=x₀，求證：f（x₀）=x₀．

Answer 1

解：（I）f'（x）=12x²-6xsinθ令f'（x）=0得
函數(shù)f（x）存在極值，sinθ≠0，（1分）
由θ∈[0，π]及（I），只需考慮sinθ＞0的情況．
當x變化時，f'（x）的符號及f（x）的變化情況如下表：
因此，函數(shù)f（x）在處取得極小值，且=（3分）
要使＞0，必有可得
所以θ的取值范圍是（5分）
（II）由（I）知，函數(shù)f（x）在區(qū)間（-∞，0）與內(nèi)都是增函數(shù)．
由題設(shè)，函數(shù)f（x）在（2a-1，a）內(nèi)是增函數(shù)，則a須滿足不等式組
，或，
∵
∴要使不等式關(guān)于參數(shù)θ恒成立，必有．
解得a≤0或，所以a的取值范圍是．（8分）
（III）用反證法證明：
假設(shè)f（x₀）≠x₀，則f（x₀）＜x₀，或f（x₀）＞x₀，
∵，，
∴，或
當時，
∵函數(shù)f（x）在區(qū)間內(nèi)是增函數(shù)，
∴f[f（x₀）]＜f（x₀），即x₀＜f（x₀）矛盾；
當時，
∵函數(shù)f（x）在區(qū)間內(nèi)是增函數(shù)，
∴f[f（x₀）]＞f（x₀），即x₀＞f（x₀）也矛盾；
故假設(shè)不成立，即f（x₀）=x₀成立．（12分）
分析：（I）對函數(shù)求導(dǎo)得，f′（x）=12x²-6xsinθ，令，且由題意可知x₁≠x₂，依據(jù)題中的條件找出函數(shù)的極小值點為，函數(shù)的極小值大于零?
（II）由（I）知，函數(shù)f（x）增區(qū)間（-∞，0）與，函數(shù)f（x）在區(qū)間（2a-1，a）內(nèi)都是增函數(shù)?區(qū)間
（2a-1，a）⊆（-∞，0）或（2a-1，a）⊆（，+∞），從而求a的取值范圍
（III）假設(shè)f（x₀）≠x₀則f（x₀）＜x₀或f（x₀）＞x₀，結(jié)合（II）函數(shù)在的單調(diào)性進行推理，得出矛盾
點評：本題綜合考查了利用導(dǎo)數(shù)的知識求解函數(shù)的極值，求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間問題，以及結(jié)合單調(diào)性及反證法綜合考查函數(shù)的綜合知識．