问题 解答题

已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,f(x)在点x=0处取得极值,并且在单调区间[0,3]和[5,6]上具有相反的单调性.

(1)求实数b的值;

(2)求实数a的取值范围.

答案

(1)f′(x)=3x2+2ax+b,∵f(x)在点x=0处取得极值,∴f′(0)=0,解得b=0.

f(x)=3x2+2ax=3x(x+

2a
3
).

可知a≠0时,b=0时,f′(x)在x=0处的左右符号相反,因此函数f(x)在点x=0处取得极值.

(2)由(1)可知:f(x)=3x2+2ax=3x(x+

2a
3
)=3(x+
a
3
)2-
a2
3

∵f(x)在单调区间[0,3]和[5,6]上具有相反的单调性.

∴f′(x)区间[0,3]和[5,6]上具有相反的符号.分为以下两种情况:

1°若f′(x)区间[0,3]上f′(x)>0,则[5,6]上f′(x)<0.

2°若f′(x)区间[0,3]上f′(x)<0,则[5,6]上f′(x)>0.

①当a>0时,f′(x)在区间[0,+∞)单调递增,∴f′(3)≤0,且f′(5)≥0,解得-

15
2
≤a≤-
9
2
,应舍去;

②当a<0时,-

a
3
>0.f′(x)在区间[0,-
a
3
)
单调递减,在区间(-
a
3
,+∞)
单调递增.

∵f′(0)=0,∴必有

f(3)<0
f(5)≥0
,解得-
15
2
≤a<-
9
2

综上可知:实数a的取值范围是-

15
2
≤a<-
9
2

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