问题 解答题
设函数f(x)=
1
3
ax3-
1
2
x2+bx+1(a,b∈R)
,且函数f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴.
(Ⅰ)试用a表示b;
(Ⅱ)当a<
1
2
时,讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅲ)证明:当a=-3时,对∀x1,x2∈[1,2],都有|f(x1)-f(x2)|≤
9
2
答案

(Ⅰ)f(x)=

1
3
ax3-
1
2
x2+bx+1,

f'(x)=ax2-x+b,

∴f'(1)=a-1+b=0,

∴b=1-a.

(Ⅱ)f'(x)=ax2-x+1-a=(x-1)[ax-(1-a)].

a<

1
2

(1)当a=0时,f'(x)=1-x,f(x)的递增区间为(-∞,1),递减区间为(1,+∞);

(2)当a≠0时,f′(x)=(x-1)[ax-(1-a)]=a(x-1)[x-(

1
a
-1)],

0<a<

1
2
,则
1
a
-1>1

由f'(x)>0得(x-1)[x-(

1
a
-1)]>0,

x>

1
a
-1或x<1;

由f'(x)<0得1<x<

1
a
-1;

∴f(x)的递增区间为(-∞,1)和(

1
a
-1,+∞),递减区间为(1,
1
a
-1)

若a<0,则

1
a
-1<1,

由f'(x)>0得(x-1)[x-(

1
a
-1)]<0,

1
a
-1<x<1.

由f'(x)<0得x>1或x<

1
a
-1,

∴f(x)的递增区间为(

1
a
-1,1),递减区间为(-∞,
1
a
-1)
和(1,+∞).

综上所述,当0<a<

1
2
时,f(x)的递增区间为(-∞,1)和(
1
a
-1,+∞)
,递减区间为(1,
1
a
-1)

当a=0时,f(x)的递增区间为(-∞,1),递减区间为(1,+∞);

当a<0时,f(x)的递增区间为(

1
a
-1,1),递减区间为(-∞,
1
a
-1)
和(1,+∞).

(Ⅲ)当a=-3时,f(x)=-x3-

1
2
x2+4x+1,

由(Ⅱ)知,函数f(x)在x∈[1,2]为减函数,

∴x∈[1,2],f(x)max=f(1)=

7
2
,f(x)min=f(2)=-1,

∴对∀x1,x2∈[1,2],|f(x1)-f(x2)|≤f(x)max-f(x)min=

9
2

|f(x1)-f(x2)|≤

9
2

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