问题 解答题
设函数f(x)=
1
3
x3+
a-1
2
x2-ax+a
,其中a>0.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若方程f(x)=0在(0,2)内恰有两个实数根,求a的取值范围;
(3)当a=1时,设函数f(x)在[t,t+2](t∈(-3,-2))上的最大值为H(t),最小值为h(t),记g(t)=H(t)-h(t),求函数g(t)的最小值.
答案

(1)由题意可得f′(x)=x2+(a-1)x-a=(x+a)(x-1),(a>0)

令f′(x)>0可得x<-a,或x>1,令f′(x)<0可得-a<x<1,

故函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-a)和(1,+∞),单调递减区间为(-a,1);

(2)由(1)知f(x)在(0,1)单调递减,(1,2)单调递增,

方程f(x)=0在(0,2)内恰有两个实数根等价于f(0)>0,f(1)<0,f(2)>0,

解得0<a<

1
3
,所以a的取值范围为(0,
1
3

(3)当a=1时,f(x)=

1
3
x3-x+1,由(1)知f(x)在(-3,-1)单调递增,

在(-1,1)单调递减,所以,当t∈[-3,-2]时,t+3∈[0,1],-1∈[t,t+3],

所以函数f(x)在[t,-1]上单调递增,[-t,t+3]上单调递减,

故函数f(x)在[t,t+3]上的最大值H(t)=f(-1)=

5
3

而最小值h(t)为f(t)与f(t+3)中的较小者,

由f(t+3)-f(t)=3(t+1)(t+2)知,当t∈[-3,-2]时,f(t)≤f(t+3),故h(t)=f(t)

所以g(t)=f(-)-f(t),而f(t)在[-3,-2]上单调递增,因此f(t)≤f(-2)=

1
3

所以g(t)在[-3,-2]上的最小值g(-2)=

5
3
-
1
3
=
4
3

即函数f(x)在[-3,-2]上的最小值为

4
3

名词解释
判断题