问题
解答题
已知函数f(x)=
(1)当a=3时,求f(x)的单调递增区间; (II)求证:曲线y=f(x)总有斜率为a的切线; (III)若存在x∈[-1,2],使f(x)<0成立,求a的取值范围. |
答案
(Ⅰ)当a=3时,
x3-1 3
x2+3 2
,9 2
f′(x)=x2-3x,
令f′(x)=x2-3x>0解得x<0或x>3.
所以f(x)的单调递增区间(-∞,0),(3,+∞).
(II)f′(x)=x2-ax,
令f′(x)=x2-ax=a,即x2-ax-a=0,
因为a>0,
所以△=a2+4a>0恒成立,
所以方程x2-ax-a=0对任意正数a都有解,
所以曲线y=f(x)总有斜率为a的切线;
由(II)知,f′(x)=x2-ax,
令f′(x)=x2-ax=0得x1=0或x2=a,
因为a>0,所以当0<a<2时,x,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
因为
>0,25-3a 6
>0,27-a3 6
所以,对应任意x∈[-1,2],f(x)>0,即此时不存在x∈[-1,2],使f(x)<0成立,
当a≥2时,x,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
因为
-25-3a 6
=43-12a 6
≥0,3a-6 2
所以函数f(x)在[-1,2]上的最小值是
.43-12a 6
因为存在x∈[-1,2],使f(x)<0成立,
所以
<0,43-12a 6
所以a>43 12
所以a 的取值范围为(
,+∞)43 12