问题
解答题
已知函数f(x)=x(x2-a),(a∈R)
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若过点P(1,-2)可以向y=f(x)作两条切线,求a的取值范围.
答案
(1)由f(x)=x3-ax求导数得到f'(x)=3x2-a.
(i)当a≤0时,f'(x)≥0,则f(x)在R上单增.
(ii)当a>0时,f′(x)=3(x-
)(x+a 3
).a 3
则f(x)在[
,+∞)和(-∞,-a 3
]上单调递增;a 3
在[-
,+a 3
]上单调递减.…(5分)a 3
(2)设过P(1,-2)向y=f(x)作切线于切点(x0,y0),
则y-y0=(3x02-a)(x-x0),即y=(3x02-a)x-2x03
则y=(3x02-a)x-2x03过P(1,-2),
∴-2=3x02-a-2x03,即2x03-3x02+a-2=0.
由题意知关于x0的方程
2x03-3x02+a-2=0有两个不等的实根.
令g(x)=2x3-3x2+a-2,
则g'(x)=6x2-6x=6x(x-1).
于是g(x)极小=g(1)=a-3,
g(x)极大=g(0)=a-2.
方程g(x)=0有三个实根,其中两个根是等根.
∴
或g(1)=a-3=0 g(0)=a-2>0 g(1)<0 g(0)=0.
∴a=3或a=2
∴所求a的取值范围为[2,3].…(13分)