问题 解答题

已知函数f(x)=ax3-3x2,a≠0.

(Ⅰ)对a≠0讨论求函数f(x)的单调区间;

(Ⅱ)若函数g(x)=exf(x)在[0,2]上单调递减,求实数a的取值范围.

答案

(Ⅰ)∵f(x)=ax3-3x2,a≠0,

∴f′(x)=3ax2-6x=3x(ax-2),

∴当a>0时,

由f′(x)>0得:x>

2
a
或x<0,

由f′(x)<0得:0<x<

2
a

当a<0时,由f′(x)>0得:

2
a
<x<0,

由f′(x)<0得:x<

2
a
或x>0;

∴当a>0时,函数f(x)的单调递增区间为(-∞,0),(

2
a
,+∞);函数f(x)的单调递减区间为(0,
2
a
);

当a<0时,函数f(x)的单调递增区间为(

2
a
,0),函数f(x)的单调递减区间为(-∞,
2
a
),(0,+∞);

(Ⅱ)∵g(x)=exf(x)=ex(ax3-3x2),

∴g′(x)=ex(ax3-3x2)+ex(3ax2-6x)=xex[ax2+(3a-3)x-6],

令h(x)=ax2+(3a-3)x-6,

∵g(x)=ex(ax3-3x2)在[0,2]上单调递减,

∴当a>0时,

h(0)≤0
h(2)≤0
解得0<a≤
6
5

当a<0时,由

h(0)≤0
h(2)≤0
解得a<0;

∴实数a的取值范围是(-∞,0)∪(0,

6
5
].

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