问题 解答题

设函数f(x)=x(x-a)2

(I)证明:a<3是函数f(x)在区间(1,2)上递减的必要而不充分的条件;

(II)若x∈[0,|a|+1]时,f(x)<2a2恒成立,且f(0)=0,求实数a的取值范围.

答案

(I)∵f(x)在区间(1,2)上递减,

∴其导函数f'(x)=3x2-4ax+a2≤0在区间(1,2)上恒成立.

f(1)≤0
f(2)≤0
a2-4a+3≤0
a2-8a+12≤0
1≤a≤3
2≤a≤6
⇒2≤a≤3⇒a≤3

故a≤3是函数f(x)在区间(1,2)上递减的必要而不充分的条件

解法二:f'(x)=3x2-4ax+a2=(3x-a)(x-a)≤0在区间(1,2)上恒成立,

∴a只能大于0,∴

a
3
<x<a,∴
a
3
≤ 1
a≥2
∴2≤a≤3⇒a≤3

故a≤3是函数f(x)在区间(1,2)上递减的必要而不充分的条件

(II)∵f(x)=x(x-a)2f′(x)=3(x-a)(x-

a
3
)

当a>0时,函数y=f(x)在(-∞,

a
3
)上递增,

(

a
3
,a)上递减,在(
a
3
,+∞)
上递增,

故有

f(
a
3
)<2a2
f(a+1)<2a2
⇒1<a<
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2

当a<0时,函数y=f(x)在(

a
3
,+∞)上递增,

∴只要f(1-a)<2a2⇒4a3-6a2+5a-1>0

令g(a)=4a3-6a2+5a-1,

g(a)=12a2-12a+5=12(a-

1
2
)2+2>0

所以g(a)在(-∞,0)上递增,

又g(0)=-1<0∴f(1-a)<2a2不能恒成立

故所求的a的取值范围为1<a<

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2

单项选择题
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