问题 解答题

已知函数f(x)=x3-ax2+3x,a∈R

(Ⅰ)若x=3是f(x)的极值点,求f(x)的极值;

(Ⅱ)若函数f(x)是[-2,2]上的单调递增函数,求实数a的取值范围.

答案

(Ⅰ)∵f(x)=x3-ax2+3x,a∈R,

∴f'(x)=3x2-2ax+3,

∵x=3是f(x)的极值点,

∴f'(3)=30-6a=0,解得a=5,

∴f(x)=x3-5x2+3x,f'(x)=3x2-10x+3,

令f′(x)=0,解得x=

1
3
或x=3,

∴f(x)在(-∞,

1
3
)上单调递增,在(
1
3
,3)上单调递减,在(3,+∞)上单调递增,

∴当x=

1
3
时,函数f(x)取得极大值f(
1
3
)=
13
27

当x=3时,函数f(x)取得极小值f(3)=-9;

(Ⅱ)∵函数f(x)是[-2,2]上的单调递增函数,

∴f′(x)=3x2-2ax+3≥0在[-2,2]上恒成立,即2ax≤3x2+3在[-2,2]上恒成立,

①当x=0时,0≤3恒成立,符合题意;

②当0<x≤2时,a≤

3
2
(x+
1
x
)在0<x≤2上恒成立,即a≤[
3
2
(x+
1
x
)
]min

∵当x>0时,x+

1
x
≥2(当x=1时取等号),

∴a≤3;

③当-2≤x<0时,a≥

3
2
(x+
1
x
)在-2≤x<0上恒成立,即a≤[
3
2
(x+
1
x
)
]max

当x<0时,x+

1
x
≤-2(当x=-1时取等号),

∴a≥-3.

综合①②③,实数a的取值范围为-3≤a≤3.

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