问题
解答题
已知函数f(x)=x3-
(Ⅰ)当a=2时,求f(x)的单调区间; (Ⅱ)是否存在实数a∈(0,2],使得对任意的x∈[0,a],不等式0≤f(x)≤a恒成立?若存在,求出所有a的值;若不存在,请说明理由. |
答案
(Ⅰ)当a=2时,f(x)=x3-
x2+6x,9 2
∴f′(x)=3x2-9x+6.…(2分)
令f′(x)=0,则x=1或x=2,
当f′(x)>0时,x<1,或x>2; 当f′(x)<0时,1<x<2,
所以f(x)的单调递增区间是(-∞,1),(2,+∞),单调递减区间是(1,2). …(6分)
(Ⅱ)∵f(x)=x3-
(a+4)x2+3 4
(a+2)x,3 2
∴f′(x)=3x2-
(a+4)x +3 2
(a+2).3 2
f′(x)=0,则x=1或x=
+1(a∈(0,2]),a 2
当f′(x)>0时,x<1,或x>
+1;当f′(x)<0时,1<x<a 2
+1,a 2
所以f(x)的单调递增区间是(-∞,1),(
+1,+∞),单调递减区间是(1,a 2
+1). …(9分)a 2
因为f(0)=0,下面分类讨论研究当x∈[0,a]时,f(x)最大值与最小值:
(1)当0<a≤1时,f(x)在[0,a]上单调递增,
即f(x)的最小值为f(0)=0,最大值为f(a),
只要f(a)≤a成立即可,解得2≤a≤4,所以a不存在. …(12分)
(2)当1<a≤2时,即1<a<
+1,f(x)在[0,1]上单调递增,在(1,a) 单调递减,a 2
即f(x)的最小值为f(0)=0或f(a),最大值为f(1),
只要
,解得a≥4,所以a也不存在.f(a)≥0 f(1)≤a
综上所述,满足条件的实数a不存在. …(15分)