(1)已知:f(x)=4x2−12x−32x+1,x∈[0,1],求函数f(x)的单调区间和值域;(2)a≥1,函数g(x)=x3-3a2x-2a,x∈[0,1],判断函数g(x)的单调性并予以证明;(3)当a≥1时,上述(1)、(2)小题中的函数f(x)、g(x),若对任意x1∈[0,1],总存在x2∈[0,1],使得g(x2)=f(x1)成立,求a的取值范围.

问题描述:

(1)已知:f(x)=

4x2−12x−3
2x+1
,x∈[0,1],求函数f(x)的单调区间和值域;
(2)a≥1,函数g(x)=x3-3a2x-2a,x∈[0,1],判断函数g(x)的单调性并予以证明;
(3)当a≥1时,上述(1)、(2)小题中的函数f(x)、g(x),若对任意x1∈[0,1],总存在x2∈[0,1],使得g(x2)=f(x1)成立,求a的取值范围.

(1)y=f(x)=2x+1+

4
2x+1
−8,设t=2x+1,1≤t≤3
y=t+
4
t
−8,t∈[1,3].

任取t1、t2∈[1,3],且t1<t2f(t1)−f(t2)=
(t1t2)(t1t2−4)
t1t2

1≤t≤2,即0≤x≤
1
2
时,f(x)单调递减;
2<t≤3,即
1
2
<x≤1
时,f(x)单调递增.
f(0)=−3,f(
1
2
)=−4,f(1)=−
11
3
,得f(x)的值域为[-4,-3].
(2)设x1、x2∈[0,1],且x1<x2
则g(x1)-g(x2)=(x1-x2)(x12+x1x2+x22-3a2)>0,
所以g(x)单调递减.
(3)由g(x)的值域为:1-3a2-2a=g(1)≤g(x)≤g(0)=-2a,
所以满足题设仅需:1-3a2-2a≤-4≤-3≤-2a,
解得,1≤a≤
3
2

答案解析:(1)将f(x)进行化简成对勾函数的形式y=f(x)=2x+1+
4
2x+1
−8
,换元令t=2x+1,1≤t≤3然后利用定义进行判断函数的单调性,
(2)直接利用单调函数的定义进行判定
(3)存在性问题,转化成f(x)的值域⊆g(x)的值域求解即可
考试点:函数的单调性及单调区间;函数的值域;函数单调性的判断与证明;函数恒成立问题.

知识点:本题主要考查了利用函数的单调性求函数值域,以及存在性问题的求解,是一个函数综合题.