问题 解答题
已知函数f(x)=x3-x2+ax+b.
(1)若a=1,b=0,求积分
21
 
f(x)
x2
dx;
(2)若函数f(x)在x=1处取得极值,且函数f(x)只有一个零点,求b的取值范围.
(3)若函数f(x)在区间(-2,2)上不是单调函数,求a的取值范围.
答案

(1)∵f(x)=x3-x2+ax+b,a=1,b=0,

21
f(x)
x2
dx

=

21
(x-1+
1
x
)dx

=(

1
2
x2-x+lnx)
|21

=ln2+

1
2

(2)f′(x)=3x2-2x+a,

由f′(1)=1+a=0,解得a=-1.

∴f(x)=x3-x2-x+b,

f′(x)=3x2-2x-1

=3(x-1)(x+

1
3
),

∴当x<-

1
3
时,f′(x)>0,f(x)是增函数;

当-

1
3
<x<1时,f′(x)<0,f(x)是减函数.

当x>1时,f′(x)>0,f(x)是增函数.

∵f(-

1
3
)=
5
27
+b,f(1)=-1+b,

∴函数f(x)只有一个零点,

5
27
+b<0,或-1+b>0,

解得b的取值范围是(-∞,-

5
27
)∪(1,+∞).

(3)∵f′(x)=3x2-2x+a,

函数f(x)在区间(-2,2)上不是单调函数,

∴3x2-2x+a=0在R上有两个不相等的实根,

且在(-2,2)至少有一个根,

∴△=4-12a>0,解得a<

1
3

由∃x∈(-2,2),使得:3x2-2x+a=0,

知a=-3x2+2x,∴-16<a

1
3

综上所述,a的取值范围是(-16,

1
3
).

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