问题
解答题
已知函数f(x)=2ax3﹣3x2,其中a>0.
(Ⅰ)求证:函数f(x)在区间(﹣∞,0)上是增函数;
(Ⅱ)若函数g(x)=f(x)+f′(x)(x∈[0,1])在x=0处取得最大值,求a的取值范围.
答案
(Ⅰ)证明:求导函数f′(x)=6x(ax﹣1).
因为a>0且x<0,
所以f′(x)>0.
所以函数f(x)在区间(﹣∞,0)上是增函数.
(Ⅱ)解:由题意,g(x)=2ax3+(6a﹣3)x2﹣6x,(x∈[0,1]),
则g′(x)=6[ax2+(2a﹣1)x﹣1].
令g′(x)=0,即ax2+(2a﹣1)x﹣1=0.①
由于△=4a2+1>0,可设方程①的两个根为x1,x2,
由①得x1x2=﹣,
由于a>0,所以x1x2<0,
不妨设x1<0<x2,g′(x)=6a(x﹣x1)(x﹣x2).
当0<x2<1时,g(x2)为极小值,所以在区间[0,1]上,g(x)在x=0或x=1处取得最大值;当x2≥1时,由于g(x)在区间[0,1]上是单调递减函数,所以最大值为g(0),
综上,函数g(x)只能在x=0或x=1处取得最大值.
又已知g(x)在x=0处取得最大值,
所以g(0)≥g(1),即0≥8a﹣9,解得a≤,
又因为a>0,
所以a∈(0,].