问题 解答题
设函数f(x)=
1
3
x3-ax2-3a2x+1(a>0)

(I)求f′(x)的表达式;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间、极大值和极小值;
(Ⅲ)若x∈[a+1,a+2]时,恒有f′(x)>-3a,求实数a的取值范围.
答案

(I)f'(x)=x2-2ax-3a2.(3分)

(Ⅱ)令f'(x)=x2-2ax-3a2=0,得x=-a或x=3a.(5分)

则当x变化时,f(x)与f'(x)的变化情况如下表:

可知:当x∈(-∞,-a)时,函数f(x)为增函数,当x∈(3a,+∞)时,函数f(x)也为增函数.(6分)

当x∈(-a,3a)时,函数f(x)为减函数.(7分)当x=-a时,f(x)的极大值为

5
3
a3+1;(8分)

当x=3a时,f(x)的极小值为-9a3+1.(9分)

(Ⅲ)因为f'(x)=x2-2ax-3a2的对称轴为x=a,

且其图象的开口向上,所以f'(x)在区间[a+1,a+2]上是增函数.(10分)

则在区间[a+1,a+2]上恒有f'(x)>-3a等价于f'(x)的最小值大于-3a成立.

所以f'(a+1)=(a+1)2-2a(a+1)-3a2=-4a2+1>-3a.(12分)

解得-

1
4
<a<1.又a>0,故a的取值范围是(0,1)

单项选择题
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