问题 解答题
已知函数f(x)=x3-
3
4
(a+4)x2+
3
2
(a+2)x
,a∈R.
(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-

9
2
x2+6x,

∴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-

3
4
(a+4)x2+
3
2
(a+2)x,

∴f′(x)=3x2-

3
2
(a+4)x +
3
2
(a+2).

f′(x)=0,则x=1或x=

a
2
+1(a∈(0,2]),

当f′(x)>0时,x<1,或x>

a
2
+1;当f′(x)<0时,1<x<
a
2
+1,

所以f(x)的单调递增区间是(-∞,1),(

a
2
+1,+∞),单调递减区间是(1,
a
2
+1).  …(9分)

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<

a
2
+1,f(x)在[0,1]上单调递增,在(1,a) 单调递减,

即f(x)的最小值为f(0)=0或f(a),最大值为f(1),

只要

f(a)≥0
f(1)≤a
,解得a≥4,所以a也不存在.

综上所述,满足条件的实数a不存在.                         …(15分)

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