解题思路:(I)对函数f(x)求导,令导数f′(x)=0,求得函数f(x)的极值,然后和f(0)函数f(3)比较大小,最大的作为其最大值,最小的作为其最小值,从而求得f(x)的值域;
(II)对于任意x1∈[0,3],总存在x2∈[0,3],使f(x1)=
1
6
g(
x
2
)
成立,转化为函数f(x)的值域是函数g(x)的值域的子集,下面求解函数函数g(x)的值域,求法同(I),列出关于a的不等式组,即可求得实数a的取值范围.
(I)f′(x)=
2−2x2
(x2+1)2=
2(1+x)(1−x)
(x2+1)2]
∴函数f(x)的值域为[0,1].
(II)设x∈[0,3]时,函数y=
1
6g(x)的值域为A,∵对于任意x1∈[0,3],
总存在x1∈[0,3],使f(x0)=[1/6g(x1),∴[0,1]⊆A∵g'(x)=ax2-a2=a(x2-a)
(1)当a<0时,x∈(0,3)时,g'(x)<0,函数g(x)在(0,3)上单调递减,
∴g(3)≤g(x)≤g(0)∵g(0)=0∴不满足[0,1]⊆A
(2)当a>0时,g′(x)=a(x−
a)(x+
a),
令g'(x)=0,∴x1=
a]或x2=−
a(舍去)
①当0<
a<3,即0<a<9时,如列表
∵g(0)=0,g(
a)
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.
考点点评: 考查应用导数研究函数的最值问题,特别问题(II)转化为求函数的最值问题,体现了转化的思想方法,在求函数g(x)的最值过程中,体现了分类讨论的思想,属难题.