问题 解答题
已知函数f(x)=
1
3
x3-
a
2
x2-2a2x+1(a>0)

(Ⅰ)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(Ⅱ)若方程f(x)=0恰有三个不同的实根,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)已知不等式f'(x)<x2-x+1对任意a∈(1,+∞)都成立,求实数x的取值范围.
答案

(Ⅰ)a=1时,f(x)=

1
3
x3-
1
2
x2-2x+1,f′(x)=x2-x-2,f(0)=1,f'(0)=-2,

所以切线方程为y-1=-2x,即2x+y-1=0.…3

(Ⅱ)∵f'(x)=x2-ax-2a2,令x2-ax-2a2=0得x=-a或x=2a.

于是f'(x)>0得x<-a或x>2a,f'(x)<0得-a<x<2a.

所以x=-a时,f(x)取得极大值f(-a)=

7
6
a3+1;

x=2a时,f(x)取得极小值f(2a)=-

10
3
a3+1.…2

要使方程f(x)=0恰有三个不同的实根,则函数y=f(x)的极大值大于零,极小值小于零,

所以

7
6
a3+1>0
-
10
3
a3+1<0
,解之得a>
3
3
10
=
3300
10
.…2

(Ⅲ)要使f'(x)<x2-x+1对任意a∈(1,+∞)都成立,

即x2-ax-2a2<x2-x+1,∴(1-a)x<2a2+1.

∵a∈(1,+∞),

∴1-a<0,于是x>

2a2+1
1-a
对任意a∈(1,+∞)都成立,则x大于
2a2+1
1-a
的最大值.

2a2+1
1-a
=-[2(a-1)+
3
a-1
+4]≤-(2
6
+4),

2(a-1)=

3
a-1
,即a=1+
6
2
时取等号.

x>(

2a2+1
1-a
)max=-(4+2
6
).…5

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