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+
)=3(x+2a 3
)2-a 3
.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-
≤a≤-15 2
,应舍去;9 2
②当a<0时,-
>0.f′(x)在区间[0,-a 3
)单调递减,在区间(-a 3
,+∞)单调递增.a 3
∵f′(0)=0,∴必有
,解得-f′(3)<0 f′(5)≥0
≤a<-15 2
.9 2
综上可知:实数a的取值范围是-
≤a<-15 2
.9 2