设函数f(x)=x3+ax2-a2x+m(a≥0).
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数f(x)在x∈[-1,1]内没有极值点,求a的取值范围;
(Ⅲ)若对任意的a∈[3,6),不等式f(x)≤1在x∈[-2,2]上恒成立,求m的取值范围.
(Ⅰ)∵f'(x)=3x2+2ax-a2=3(x-
)(x+a)a 3
当a=0时f′(x)≥0
∴函数f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞)
当a>0时
由f′(x)>0得x<-a或x>
,a 3
由f′(x)<0得-a<x<
,a 3
∴函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-a),(
,+∞),a 3
单调递减区间为(-a,
)a 3
(Ⅱ)当a=0时由(1)知函数f(x)在[-1,1]上单调递增,
则f(x)在[-1,1]上没有极值点;
当a>0时∵f′(x)=3x2+2ax-a2=3(x-
)(x+a)a 3
由(1)知f(x)在(-∞,-a),(
,+∞)上单调递增,a 3
在(-a,
)上单调递减;则要f(x)在[-1,1]上没有极值点,a 3
则只需f′(x)=0在(-1,1)上没有实根.∴
,解得a≥3f′(-1)≤0 f′(1)≤0
综上述可知:a的取值范围为[3,+∞)∪{0}
(Ⅲ)∵a∈[3,6),
∴
∈[1,2),-a≤-3a 3
又x∈[-2,2]
由(1)的单调性质知f(x)max=max{f(-2),f(2)}
而f(2)-f(-2)=16-4a2<0
∴f(x)max=f(-2)=-8+4a+2a2+m
∵f(x)≤1在[-2,2]上恒成立
∴f(x)max≤1即-8+4a+2a2+m≤1
即m≤9-4a-2a2在a∈[3,6]上恒成立,
∵9-4a-2a2的最小值为-87
∴m≤-87
故答案为(Ⅰ)当a=0时f′(x)≥0,
函数f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞),
当a>0时函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-a),(
,+∞),a 3
单调递减区间为(-a,
),a 3
(Ⅱ)a的取值范围为:[3,+∞)∪{0},
(Ⅲ)m的取值范围为:m≤-87.