问题 解答题

已知函数f(x)=x3+3ax-1的导函数f ′ (x),g(x)=f ′(x)-ax-3.

(1)当a=-2时,求函数f(x)的单调区间;

(2)若对满足-1≤a≤1的一切a的值,都有g(x)<0,求实数x的取值范围;

(3)若x·g ′(x)+lnx>0对一切x≥2恒成立,求实数a的取值范围.

答案

解:(1)当a=-2时, f ′(x)=3x2-6 .

令 f ′(x)=0 得x=

故当 x<或x>时, f ′(x) >0 ,f(x) 单调递增;

<x<时, f ′(x)<0, f(x) 单调递减.

所以函数f(x)的单调递增区间为 (-∞,],[,+∞),

单调递减区间为 (). …………………………………………3分

(2)解法一:因=3x2+3a,

故g(x) =3x2-ax+3a-3.

令g(x)=h(a)=a(3-x)+3x2-3,

要使 h(a)<0对满足-1≤a≤1的一切 a成立,则

0<x<. …………………………………… 7分

解法二:f ′(x)=3x2+3a,

故g(x)=3x2-ax+3a-3.

由g(x)<0可解得<x<

因为=a2-36a+36在[-1,1]单调递减,

因此 h1(a)=在[-1,1] 单调递增,故h1(a)≤h1(1) =0

设h2(a)=

则h′2(a)=

因为≥1,

所以 h′2(a)≤(1+a-18)<0,

从而h2(a) 在[-1,1] 单调递减,

故h2(a)≥h2(1)=

因此[h1(a)]max<x<[h2(a)]min,即0<x<

(3)因为g′(x)=6x-a,所以 x(6x-a)+lnx>0,

即 a<6x+=h(x) 对于一切x≥2恒成立.

h′(x)=6+

令6x2+1-lnx=,则=12x-

因为x≥2,所以>0,

故在[2,+∞) 单调递增,有=25-ln2>0.

因此h′(x)>0,从而h(x)≥h(2)=12+

所以a<hmin(x)=h(2)=12+.……………………………………12分  

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