问题 解答题
已知a≠0,函数f(x)=
1
3
a2x3-ax2+
2
3
,g(x)=-ax+1,x∈R.
(I)求函数f(x)的单调递减区间;
(Ⅱ)若在区间(0,
1
2
]
上至少存在一个实数x0,使f(x0)>g(x0)成立,试求正实数a的取值范围.
答案

(I)由f(x)=

1
3
a2x3-ax2+
2
3
求导得,f'(x)=a2x2-2ax.

①当a>0时,由f′(x)=a2x2-2ax=a2x(x-

2
a
)<0,解得0<x<
2
a

所以f(x)=

1
3
a2x3-ax2+
2
3
(0,
2
a
)
上递减.

②当a<0时,由f′(x)=a2x2-2ax=a2x(x-

2
a
)<0可得
2
a
<x<0

所以f(x)=

1
3
a2x3-ax2+
2
3
(
2
a
,0)
上递减.

综上:当a>0时,f(x)单调递减区间为(0,

2
a
);

当a<0时,f(x)单调递减区间为(

2
a
,0)

(Ⅱ)设F(x)=f(x)-g(x)=

1
3
a2x3-ax2+ax-
1
3
x∈(0,
1
2
]

对F(x)求导,得F'(x)=a2x2-2ax+a=a2x2+a(1-2x),

因为x∈(0,

1
2
],a>0,所以F'(x)=a2x2+a(1-2x)>0,F(x)在区间(0,
1
2
]
上为增函数,则F(x)max=F(
1
2
)

依题意,只需F(x)max>0,即

1
3
a2×
1
8
-a×
1
4
+a×
1
2
-
1
3
>0,

即a2+6a-8>0,解得a>-3+

17
a<-3-
17
(舍去).

所以正实数a的取值范围是(-3+

17
,+∞).

选择题
选择题