问题
解答题
已知函数f(x)=-x3+ax2-4(a∈R),f′(x)是f(x)的导函数.
(1)当a=2时,对于任意的m∈[-1,1],n∈[-1,1]求f(m)+f′(n)的最小值;
(2)若存在x0∈(0,+∞),使f(x0)>0求a的取值范围.
答案
(1)由题意知f(x)=-x3+2x2-4,f′(x)=-3x2+4x
令f′(x)=0,得x=0或4 3
当x在[-1,1]上变化时,f(x),f′(x)随x的变化情况如下表:
∴对于m∈[-1,1],f(m)的最小值为f(0)=-4,
∵f′(x)=-3x2+4x的对称轴为x =
且抛物线开口向下2 3
∴对于n∈[-1,1],f′(n)的最小值为f′(-1)=-7,
∴f(m)+f′(n)的最小值为-11.
(2)∵f′(x)=-3x(x-
)2a 3
①若a≤0,当x>0,时f′(x)<0
∴f(x)在[0,+∞)上单调递减,又f(0)=-4,则当x>0时,f(x)<-4∴当a≤0时,不存在x0>0,使f(x0)>0
②若a>0,则当0<x<
时,f′(x)>0,2a 3
当x>
时,f′(x)<0从而f(x)在(0,2a 3
]上单调递增,在[2 3
,+∞)上单调递减,2a 3
∴当x∈(0,+∞)时,f(x)max=f(
)=-2a 3
+8a3 27
-44a2 9
根据题意,
-4>0,即a3>27,解得a>34a3 27
综上,a的取值范围是(3,+∞)