问题
解答题
已知函数f(x)=x3-3ax2-3a2+a(a>0).
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若曲线y=f(x)上有两点A(m,f(m))、B(n,f(n))处的切线都与y轴垂直,且函数y=f(x)在区间[m,n]上存在零点,求实数a的取值范围.
答案
解:(1)f′(x)=3x2﹣6ax=3x(x﹣2a).
令f′(x)=0,得x1=0,x2=2a
列表如下:
由上表可知,函数f(x)的单调递增区间为(﹣∞,0),(2a,+∞);
单调递减区间为(0,2a).
(2)由(1)可知,m=0,n=2a且在x=0,x=2a处分别取得极值.
f(0)=﹣3a2+a,f(2a)=﹣4a3﹣3a2+a.
由已知得函数y=f(x)在区间[0,2a]上存在零点,
∴f(0)×f(2a)≤0即(﹣3a2+a)(﹣4a3﹣3a2+a)≤0
∴a2(3a﹣1)(4a﹣1)(a+1)≤0
∵a>0
∴(3a﹣1)(4a﹣1)≤0,
解得≤a≤
故实数a的取值范围是[
,
].