问题 解答题

已知定义在R上的函数f(x)=x2(ax﹣3),其中a为常数.

(1)若x=1是函数f(x)的一个极值点,求a的值;

(2)若函数f(x)在区间(﹣1,0)上是增函数,求a的取值范围;

(3)若函数g(x)=f(x)+f'(x),x∈0,2],在x=0处取得最大值,求正数a的取值范围.

答案

解:(1)∵f(x)=ax3﹣3x2

∴f'(x)=3ax2﹣6x=3x(ax﹣2).

∵x=1是f(x)的一个极值点,

∴f'(1)=0, ∴a=2

(2)①当a=0时 f(x)=﹣3x2在区间(﹣1,0)上是增函数 ∴a=0符合题意;

②当a≠0时,f'(x)=3ax ,令f'(x)=0得:x1=0,x2

当a>0时,对任意x∈(﹣1,0),f'(x)>0, ∴a>0 (符合题意)

当a<0时,当 时f'(x)>0, ∴ ,∴﹣2≤a<0(符合题意)

综上所述,a≥﹣2.

(3)a>0,g(x)=ax3+(3a﹣3)x2﹣6x,x∈[0,2].

g'(x)=3ax2+2(3a﹣3)x﹣6=3[ax2+2(a﹣1)x﹣2],

令g'(x)=0,即ax2+2(a﹣1)x﹣2=0(*),显然有△=4a2+4>0.

设方程(*)的两个根为x1,x2,由(*)式得 

不妨设x1<0<x2

当0<x2<2时,g(x2)为极小值

所以g(x)在[0,2]上的最大值只能为g(0)或g(2)

当x2≥2时,由于g(x)在[0,2]上是单调递减函数

所以最大值为g(0),所以在[0,2]上的最大值只能为g(0)或g(2)

又已知g(x)在x=0处取得最大值

所以g(0)≥g(2)即0≥20a﹣24,解得a≤ ,

又因为a>0,所以 .

故答案为:(1)a=2;(2)a≥﹣2;(3) 

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