已知函數(shù)f(x)=ax3-(a+2)x2+6x-c(a,c為常數(shù)).
(I)若函數(shù)f(x)為奇函數(shù),示此函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(II)記g(x)=
12
(a+2)x2+3-c
,當(dāng)a≤0時,試討論函數(shù)y=g(x)與y=f(x)的圖象的交點個數(shù).
分析:(I)根據(jù)f(x)=ax3-(a+2)x2+6x-c(a,c為常數(shù))為奇函數(shù),可得c=0,a=-2,從而可得函數(shù)解析式,進(jìn)而可求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(II)當(dāng)a≤0時,函數(shù)y=g(x)與y=f(x)的圖象的交點個數(shù)即為方程f(x)=g(x)的根的個數(shù),即ax3-
3
2
(a+2)x2+6x-3=0的根的個數(shù),構(gòu)造函數(shù)F(x)=ax3-
3
2
(a+2)x2+6x-3,即求函數(shù)y=F(x)的圖象與x軸的交點的個數(shù),分類討論:①當(dāng)a=0時,F(xiàn)(x)=-3(x-1)2,函數(shù)y=F(x)的圖象與x軸只有一個交點;②當(dāng)a<0時,
2
a
<1
,確定函數(shù)的單調(diào)性與極值,可得函數(shù)y=F(x)的圖象與x軸有3個不同交點.
解答:解:(I)∵f(x)=ax3-(a+2)x2+6x-c(a,c為常數(shù))為奇函數(shù),
∴f(-x)=-f(x),
∴ax3-(a+2)x2-6x-c=-ax3+(a+2)x2-6x+c
∴c=0,a=-2
∴f(x)=-2x3+6x
∴f′(x)=-6(x+1)(x-1)
令f′(x)>0,可得-1<x<1;令f′(x)<0,可得x<-1或x>1
∴函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-1,1),單調(diào)遞減區(qū)間為(-∞,-1),(1,+∞)
(II)記g(x)=
1
2
(a+2)x2+3-c
,當(dāng)a≤0時,函數(shù)y=g(x)與y=f(x)的圖象的交點個數(shù)即為方程f(x)=g(x)的根的個數(shù),即ax3-
3
2
(a+2)x2+6x-3=0的根的個數(shù).
令F(x)=ax3-
3
2
(a+2)x2+6x-3,即求函數(shù)y=F(x)的圖象與x軸的交點的個數(shù)
F′(x)=3(x-1)(ax-2)
①當(dāng)a=0時,F(xiàn)(x)=-3(x-1)2,函數(shù)y=F(x)的圖象與x軸只有一個交點;
②當(dāng)a<0時,
2
a
<1
,F(xiàn)′(x)=3a(x-1)(x-
2
a

當(dāng)x<
2
a
時,函數(shù)單調(diào)減,
2
a
<x<1
時,函數(shù)單調(diào)增,當(dāng)x>1時,函數(shù)單調(diào)減
∴當(dāng)x=
2
a
時,函數(shù)取得極小值為-4(
1
a
-
3
4
)
2
-
3
4
<0
;當(dāng)x=1時,函數(shù)取得極大值-
a
2
>0

∵F(2)=2a-3<0
∴函數(shù)y=F(x)的圖象與x軸有3個不同交點
綜上所述,當(dāng)a=0時,函數(shù)y=F(x)的圖象與x軸只有一個交點;當(dāng)a<0時,函數(shù)y=F(x)的圖象與x軸有3個不同交點.
點評:本題考查函數(shù)的奇偶性,考查函數(shù)的單調(diào)性,考查函數(shù)與方程思想,考查分類討論的數(shù)學(xué)思想,將圖象交點問題轉(zhuǎn)化為方程根的個數(shù)問題是解題的關(guān)鍵.
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a-x2
x
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1
2
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1
4
)
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34
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