问题 解答题
设函数f(x)=-
1
3
x3+x2+(a2-1)x
,其中a>0.
(1)若函数y=f(x)在x=-1处取得极值,求a的值;
(2)已知函数f(x)有3个不同的零点,分别为0、x1、x2,且x1<x2,若对任意的x∈[x1,x2],f(x)>f(1)恒成立,求a的取值范围.
答案

(1)求导函数,可得f′(x)=-x2+2x+(a2-1)

∵函数y=f(x)在x=-1处取得极值,

∴f′(-1)=0

∴-1-2+(a2-1)=0

∴a=±2

经检验,a=2符合题意;

(2)由题意,f(x)=-

1
3
x3+x2+(a2-1)x=x(-
1
3
x2+x+a2-1
)=-
1
3
x(x-x1)(x-x2)

∵函数f(x)有3个不同的零点,分别为0、x1、x2

-

1
3
x2+x+a2-1=0有两个相异的实根x1、x2

∴△=1+

4
3
(a2-1)>0,∴a<-
1
2
(舍去),或a>
1
2

且x1+x2=3

∵x1<x2,∴2x2>x1+x2=3,∴x2

3
2
>1

①若x1≤1<x2,则f(1)=-

1
3
(1-x1)(1-x2)≥0,而f(x1)=0,不符合题意;

②若1<x1<x2,则对任意的x∈[x1,x2],有x-x1≥0,x-x2≤0,

f(x)=-

1
3
x(x-x1)(x-x2)≥0

又f(x1)=0,∴f(x)在[x1,x2]上的最小值为0

∴对任意的x∈[x1,x2],f(x)>f(1)恒成立,等价于f(1)=a2-

1
3
<0

-

3
3
<a<
3
3

综上可得a的取值范围为(

1
2
3
3
).

单项选择题
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