问题 解答题

已知函数f(x)=2x3-3ax2+1.

(1)若x=1为函数f(x)的一个极值点,试确定实数a的值,并求此时函数f(x)的极值;

(2)求函数f(x)的单调区间.

答案

(1)∵f(x)=2x3-3ax2+1,∴f'(x)=6x2-6ax.依题意得f'(1)=6-6a=0,解得a=1.

所以f(x)=2x3-3x2+1,f'(x)=6x(x-1).令f′(x)=0,解得x=0或x=1.列表如下:

x(-∞,0)0(0,1)1(1,+∞)
f′(x)+0-0+
f(x)极大值极小值
所以当x=0时,函数f(x)取得极大值f(0)=1;

当x=1时,函数f(x)取得极小值f(1)=0.

(2)∵f′(x)=6x2-6ax=6x(x-a),

∴①当a=0时,f′(x)=6x2≥0,函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;

②当a>0时,f′(x)=6x(x-a),f′(x)、f(x)随x的变化情况如下表:

x(-∞,0)0(0,a)a(a,+∞)
f′(x)+0-0+
f(x)极大值极小值
由上表可知,函数f(x)在(-∞,0)上单调递增,在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增;

③同理可得,当a<0时,函数f(x)在(-∞,a)上单调递增,在(a,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增.

综上所述,当a=0时,函数f(x)的单调递增区间是(-∞,+∞);

当a>0时,函数f(x)的单调递增区间是(-∞,0)和(a,+∞),单调递减区间是(0,a);

当a<0时,函数f(x)的单调递增区间是(-∞,a)和(0,+∞),单调递减区间是(a,0).

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