问题 解答题

已知函数f(x)=x3-3a|x-1|,

(1)当a=1时,试判断函数f(x)的奇偶性,并说明理由;

(2)当a>0时,求函数f(x)在[0,+∞)内的最小值.

答案

(1)当a=1时,f(x)=x3-3|x-1|,(2分)

此时f(1)=1,f(-1)=-7,f(-1)≠f(1),f(-1)≠-f(1),∴f(x)是非奇非偶函数.(5分)

(2)当0≤x<1时,f(x)=x3-3a(1-x)=x3+3ax-3a,

当x≥1时,f(x)=x3-3a(x-1)=x3-3ax+3a

f(x)=

x3+3ax-3a
 (0≤x<1)& 
x3-3ax+3a
 (x≥1)& 
,(7分)

(i)当0≤x<1时,f'(x)=3x2+3a,由于a>0,故f'(x)>0,∴f(x)在[0,1)内单调递增,此时[f(x)]min=f(0)=-3a(9分)

(ii)当x≥1时,f′(x)=3x2-3a=3(x2-a)=3(x-

a
)(x+
a
),

令f'(x)=0,可得两极值点x=-

a
x=
a

①若0<a≤1,则

a
≤1,可得f(x)在[1,+∞)内单调递增,

结合(i)、(ii)可得此时[f(x)]min=f(0)=-3a(11分)

②若a>1,则

a
>1,可得f(x)在[1,
a
)
内单调递减,(
a
,+∞)
内单调递增,

∴f(x)在[1,+∞)内有极小值f(

a
)=(
a
)3-3a
a
+3a=-2a
a
+3a,

此时[f(x)]min=min{f(0),f(

a
)}

f(

a
)-f(0)=-2a
a
+3a-(-3a)=-2a
a
+6a=-2a(
a
-3)

可得1<a≤9时,f(

a
)≥f(0),a>9时,f(
a
)<f(0)
(14分)

∴综合①②可得,当0<a≤9时,[f(x)]min=f(0)=-3a,

当a>9时,[f(x)]min=f(

a
)=-2a
a
+3a(15分)

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