问题 解答题
已知函数f(x)=x3-3ax2-9a2x+a3
(1)设a=1,求函数f(x)的极值;
(2)若a>
1
4
,且当x∈[1,4a]时,|f′(x)|≤12a恒成立,试确定a的取值范围.
答案

(1)当a=1时,对函数f(x)求导数,得f′(x)=3x2-6x-9.

令f′(x)=0,解得x1=-1,x2=3.

列表讨论f(x),f′(x)的变化情况:

所以,f(x)的极大值是f(-1)=6,极小值是f(3)=-26.

(2)f′(x)=3x2-6ax-9a2的图象是一条开口向上的抛物线,关于x=a对称.

1
4
<a≤1,则f′(x)在[1,4a]上是增函数,

从而(x)在[1,4a]上的最小值是f′(1)=3-6a-9a2,最大值是f′(4a)=15a2

由|f′(x)|≤12a,得-12a≤3x2-6ax-9a2≤12a,于是有(1)=3-6a-9a2≥-12a,且f′(4a)=15a2≤12a.

由f′(1)≥-12a得-

1
3
≤a≤1,由f′(4a)≤12a得0≤a≤
4
5
.

所以a∈(

1
4
,1]∩[-
1
3
,1]∩[0,
4
5
],即a∈(
1
4
4
5
]

若a>1,则∵|f′(a)|=15a2>12a.故当x∈[1,4a]时|f′(x)|≤12a不恒成立.

所以使|f′(x)|≤12a(x∈[1,4a])恒成立的a的取值范围是(

1
4
4
5
].

多项选择题
单项选择题