问题 解答题
已知实数a≠0,函数f(x)=ax(x-2)2(x∈R).
(Ⅰ)若f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线与直线27x+y-8=0平行,求函数f(x)的极值;
(Ⅱ)若对任意x∈[-2,1],不等式f(x)<
16
9
恒成立,求实数a的取值范围.
答案

(Ⅰ)∵f(x)=ax(x-2)2=ax3-4ax2+4ax,

f′(x)=3ax2-8ax+4a=3a(x-

2
3
)(x-2).

∴f′(1)=-a=-27,得a=27

∴f(x)=27x(x-2)2(x∈R)(2分)

令fn(x)=0得(x-

2
3
)(x-2)=0,

x=

2
3
或x=2.

又函数f(x)在(-∞,

2
3
)上为增函数,

(

2
3
,2)上为减函数,

在(2,+∞)上为增函数. (4分)

∴f(x)在x=

2
3
时取得极大值,f(
2
3
)=32

在x=2时取得极小值f(2)=0;(6分)

(Ⅱ)由f′(x)=3a(x-

2
3
)(x-2),知

当a>0时,函数f(x)在[-2,

2
3
]上是增函数,

[

2
3
,1]上是减函数.

此时,ymax=f(

2
3
)=
32
27
a.

又对∀x∈[-2,1],不等式f(x)<

16
9
恒成立.

32
27
a<
16
9
,得a<
3
2

0<a<

3
2
. (9分)

当a<0时,函数f(x)在[-2,

2
3
]上是减函数,

[

2
3
,1]上是增函数.

又f(-2)=-32a,f(1)=a,此时,ymax=f(-2)=-32a.

又对∀x∈[-2,1],不等式f(x)<

16
9
恒成立.

-32a<

16
9
a>-
1
18
,∴-
1
18
<a<0

故所求实数的取值范围是(-

1
18
,0)∪(0,
3
2
). (12分)

单项选择题
选择题