问题
解答题
设a为实数,函数f(x)=x3-ax2+(a2-1)x在(-∞,0)和(1,+∞)都是增函数,求a的取值范围.
答案
f'(x)=3x2-2ax+(a2-1),其判别式△=4a2-12a2+12=12-8a2.
(ⅰ)若△=12-8a2=0,即a=±
,当x∈(-∞,6 2
),或x∈(a 3
,+∞)时,a 3
f'(x)>0,f(x)在(-∞,+∞)为增函数.
所以a=±
.6 2
(ⅱ)若△=12-8a2<0,恒有f'(x)>0,f(x)在(-∞,+∞)为增函数,
所以a2>
,3 2
即a∈(-∞,-
)∪(6 2
,+∞)6 2
(ⅲ)若△12-8a2>0,即-
<a<6 2
,6 2
令f'(x)=0,
解得x1=
,x2=a- 3-2a2 3
.a+ 3-2a2 3
当x∈(-∞,x1),或x∈(x2,+∞)时,f'(x)>0,f(x)为增函数;
当x∈(x1,x2)时,f'(x)<0,f(x)为减函数.依题意x1≥0且x2≤1.
由x1≥0得a≥
,解得1≤a<3-2a2 6 2
由x2≤1得
≤3-a,解得-3-2a2
<a<6 2
,从而a∈[1,6 2
)6 2
综上,a的取值范围为(-∞,-
]∪[6 2
,+∞)∪[1,6 2
),6 2
即a∈(-∞,-
]∪[1,∞).6 2