问题 解答题

已知函数f(x)=x(1+x)2

(1)求函数f(x)的单调区间与极值;

(2)设g(x)=ax2,若对于任意x∈(0,+∞),f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围.

答案

因为f(x)=x3+2x2+x

所以函数的导数f′(x)=3x2+4x+1=(3x+1)(x+1)

令f′(x)=0,解得x1=-1,x2=-

1
3

因为当x<-1或x>-

1
3
时,f′(x)>0;当-1<X<
1
3
时f′(x)<0

所以的单调增区间是(-∞,-1)和(-

1
3
,+∞)

的单调减区间是(-1,-

1
3
)

所以f(-1)=0是f(x)的极大值,f(-

1
3
)=-
4
27
是f(x)的极小值

(Ⅱ)f(x)-g(x)=x3+2x2+x-ax2=x[x2+(2-a)x+1]

由已知x[x2+(2-a)x+1]≥0(x>0)恒成立,

因为x∈(0,+∞),所以x2+(2-a)x+1≥0恒成立,

a-2≤

1
x
+x恒成立.

因为x>0,所以

1
x
+x≥2,(当且仅当x=1时取“=”号),

所以

1
x
+x的最小值为2.由a-2≤2,得a≤4,

所以f(x)≥g(x)恒成立时,实数a的取值范围是(-∞,4]

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