(本小题满分12分)已知函数f(x)=
,x∈[0,2].
(1)求f(x)的值域;
(2)设a≠0,函数g(x)=
ax3-a2x,x∈[0,2].若对任意x1∈[0,2],总存在x2∈[0,2],使f(x1)-g(x2)=0.求实数a的取值范围.
解(1) 对函数f(x)求导,f′(x)=
·
.
令f′(x)=0,得x=1或x=-1.
当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)在(0,1)上单调递增;
当x∈(1,2)时,f′(x)<0,f(x)在(1,2)上单调递减.又f(0)=0,f(1)=
,f(2)=
,
∴当x∈[0,2]时,f(x)的值域是
.
(2)设函数g(x)在[0,2]上的值域是A.
∵对任意x1∈[0,2],总存在x0∈[0,2],
使f(x1)-g(x0)=0,∴
A.
对函数g(x)求导,g′(x)=ax2-a2.
①当x∈(0,2),a<0时,g′(x)<0,
∴函数g(x)在(0,2)上单调递减.
∵g(0)=0,g(2)=
a-2a2<0,
∴当x∈[0,2]时,不满足
A;
②当a>0时,g′(x)=a(x-
)(x+
).
令g′(x)=0,得x=
或x=-
(舍去).
(ⅰ)当x∈[0,2],0<
<2时,列表:![]()
∵g(0)=0,g(
)<0,
又∵
A,∴g(2)=
≥![]()
.
解得
≤a≤1.
(ⅱ)当x∈(0,2),
≥2时,g′(x)<0
,
∴函数在(0,2)上单调递减,
∵g(0)=0,g(2)=
<0,
∴当x∈[0,2]时,不满足
A.
综上,实数a的取值范围是
.
解析