(1)f′(x)=3x2+3a=3(x2+a).
①当a≥0时,f′(x)≥0,所以f(x)在R上单调增,此时y=f(x)与y=3只有一个公共点;
②当时,f′(x)=3(x+)(x-).由f'(x)=0,得x1=-,x2=.
在x∈R上列表:
x | (-∞,-) | - | (-,) | | (,+∞) |
f′(x) | + | 0 | ─ | 0 | + |
f(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
因为y=f(x)与y=3只有一个公共点,所以f(x)
极大值<3或f(x)
极小值>3.
所以f(-)<3,或f()>3,得-<a<0.
综上,a>-1,y=f(x)与y=3只有一个公共点.
(2)ϕ(x)=||=||=|x+|.
由∅(-x)=∅(x),可知∅(x)为偶函数,则原题即为∅(x)在(0,2]上有最小值2.
设g(x)=x+(x∈(0,2]),则g′(x)=1-=.
①a<0时,g′(x)>0,所以g(x)在(0,2]上单调增,所以g(x)∈(-∞,2+].
因为∅(x)在(0,2]上有最小值2,所以2+=-2,所以a=-.
②a=0时,∅(x)=x,无最小值,不合题意.
③a>0时,∅(x)=g(x),g′(x)==.
(I)≥2,即a≥时,g′(x)<0,所以g(x)在(0,2]上单调减,所以g(x)∈[2+,+∞),
此时∅(x)在(0,2]上的最小值为2+≠2,不合.
(II)<2,即0<a<时,由g'(x)=0,得x=.
在x∈(0,2]上列表:
x | (0,) | | (,2) | 2 |
g′(x) | ─ | 0 | + | |
g(x) | ↘ | 极小值 | ↗ | 2+ |
∴
φ(x)min=g(x)min=g()=2=2,所以a=.
综上,a的值为-或.