Question

已知向量

x

=（1，t²-3 ），

y

=（-k，t） （其中實數k和t不同時為零），當|t|＜2時，有

x

⊥

y

，當|t|＞2時，有

x

∥

y

．
（1）求函數關系式k=f （t ）；
（2）求函數f （t ）的單調遞減區間；
（3）求函數f （t ）的最大值和最小值．

Answer 1

（1）當|t|＜2時，由

x

⊥

y

得：

x

•

y

=-k+（t²-3）t=0，
得k=f（t）=t³-3t（|t|＜2）
當|t|＞2時，由

x

∥

y

得：k=

-t

t2-3

所以k=f（t）=

t3-3t當-2≤t≤2時 t 3-t2 當t＜-2或t＞2時

（5分）
（2）當|t|＜2時，f′（t）=3t²-3，由f′（t）＜0，得3t²-3＜0
解得-1＜t＜1，
當|t|＞2時，f′（t）=

(3-t2)-t(-2t)

(3-t2)2

=

3+t2

(3-t2)2

＞0
∴函數f（t）的單調遞減區間是（-1，1）．（4分）
（3）當|t|＜2時，由f′（t）=3t²-3=0得t=1或t=-1
∵1＜|t|＜2時，f′（t）＞0
∴f（t）_極大值=f（-1）=2，f（t）_極小值=f（1）=-2
又f（2）=8-6=2，f（-2）=-8+6=-2
當t＞2時，f（t）=

-t

t2-3

＜0，
又由f′（t）＞0知f（t）單調遞增，∴f（t）＞f（2）=-2，
即當t＞2時，-2＜f（t）＜0，
同理可求，當t＜-2時，有0＜f（t）＜2，
綜合上述得，當t=-1或t=2時，f（t）取最大值2
當t=1或t=-2時，f（t）取最小值-2（5分）