问题 解答题
已知函数f(x)=
1
3
x3-ax2+(a2-1)x+b(a,b∈R).
(Ⅰ)若x=1为f(x)的极值点,求a的值;
(Ⅱ)若y=f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为x+y-3=0,求f(x)在区间[-2,4]上的最大值;
(Ⅲ)当a≠0时,若f(x)在区间(-1,1)上不单调,求a的取值范围.
答案

(Ⅰ)∵f′(x)=x2-2ax+(a2-1)

∵x=1为f(x)的极值点,

∴f′(1)=0,即a2-2a=0,

∴a=0或2;

(II)∵(1,f(1))是切点,

∴1+f(1)-3=0∴f(1)=2

即a2-a+b-

8
3
=0

∵切线方程x+y-3=0的斜率为-1,

∴f'(1)=-1,即a2-2a+1=0,

∴a=1,b=

8
3

∵f(x)=

1
3
x3-x2+
8
3

∴f'(x)=x2-2x,可知x=0和x=2是y=f(x)的两个极值点.

∵f(0)=

8
3
,f(2)=
4
3
,f(-2)=-4,f(4)=8

∴y=f(x)在区间[-2,4]上的最大值为8.

(Ⅲ)因为函数f(x)在区间(-1,1)不单调,所以函数f′(x)在(-1,1)上存在零点.

而f'(x)=0的两根为a-1,a+1,相距2,

∴在区间(-1,1)上不可能有2个零点.

所以f′(-1)f′(1)<0

即:a2(a+2)(a-2)<0

∵a2>0,∴(a+2)(a-2)<0,-2<a<2

又∵a≠0,

∴a∈(-2,0)∪(0,+2).

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