问题 解答题

已知a∈R,函数f(x)=x3-3x2+3ax-3a+3.

(1)求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;

(2)当x∈[0,2]时,求|f(x)|的最大值.

答案

(1)因为f(x)=x3-3x2+3ax-3a+3,所以f(x)=3x2-6x+3a,

故f(1)=3a-3,又f(1)=1,所以所求的切线方程为y=(3a-3)x-3a+4;

(2)由于f(x)=3(x-1)2+3(a-1),0≤x≤2.

故当a≤0时,有f(x)≤0,此时f(x)在[0,2]上单调递减,故

|f(x)|max=max{|f(0)|,|f(2)|}=3-3a.

当a≥1时,有f(x)≥0,此时f(x)在[0,2]上单调递增,故

|f(x)|max=max{|f(0)|,|f(2)|}=3a-1.

当0<a<1时,由3(x-1)2+3(a-1)=0,得x1=1-

1-a
x2=1+
1-a

所以,当x∈(0,x1)时,f(x)>0,函数f(x)单调递增;

当x∈(x1,x2)时,f(x)<0,函数f(x)单调递减;

当x∈(x2,2)时,f(x)>0,函数f(x)单调递增.

所以函数f(x)的极大值f(x1)=1+2(1-a)

1-a
,极小值f(x2)=1-2(1-a)
1-a

故f(x1)+f(x2)=2>0,f(x1)-f(x2)=4(1-a)

1-a
>0.

从而f(x1)>|f(x2)|.

所以|f(x)|max=max{f(0),|f(2)|,f(x1)}.

当0<a<

2
3
时,f(0)>|f(2)|.

f(x1)-f(0)=2(1-a)

1-a
-(2-3a)=
a2(3-4a)
2(1-a)
1-a
+2-3a
>0

|f(x)|max=f(x1)=1+2(1-a)

1-a

2
3
≤a<1时,|f(2)|=f(2),且f(2)≥f(0).

f(x1)-|f(2)|=2(1-a)

1-a
-(3a-2)=
a2(3-4a)
2(1-a)
1-a
+3a

所以当

2
3
≤a<
3
4
时,f(x1)>|f(2)|.

f(x)max=f(x1)=1+2(1-a)

1-a

3
4
≤a<1时,f(x1)≤|f(2)|.

故f(x)max=|f(2)|=3a-1.

综上所述|f(x)|max=

3-3a,a≤0
1+2(1-a)
1-a
,0<a<
3
4
3a-1,a≥
3
4

填空题
单项选择题