问题 解答题
已知函数f(x)=
a
3
x3+
1
2
x2-(a-1)x+1

(1)若曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线与直线6x+y+1=0平行,求出这条切线的方程;
(2)当a>0时,求:
①讨论函数f(x)的单调区间;
②对任意的x<-1,恒有f(x)<1,求实数a的取值范围.
答案

(1)f'(x)=ax2+x-a+1,得切线斜率为k=f'(2)=3a+3---------(2分)

据题设,k=-6,所以a=-3,故有f(2)=3----------------------------(3分)

所以切线方程为y-f(2)=-6(x-2),即6x+y-15=0------------------------(4分)

(2)①f′(x)=ax2+x-a+1=(x+1)(ax-a+1)=a(x+1)(x-

a-1
a
)

0<a<

1
2
,则
a-1
a
<-1
,可知函数f(x)的增区间为(-∞,
a-1
a
)
和(-1,+∞),减区间为(
a-1
a
,-1)
-----------------(6分)

a=

1
2
,则f′(x)=
1
2
(x+1)2≥0
,可知函数f(x)的增区间为(-∞,+∞);------------(7分)

a>

1
2
,则
a-1
a
>-1
,可知函数f(x)的增区间为(-∞,-1)和(
a-1
a
,+∞)
,减区间为(-1,
a-1
a
)
-------------------------------------(9分)

②当0<a<

1
2
时,据①知函数f(x)在区间(-∞,
a-1
a
)
上递增,在区间(
a-1
a
,-1)
上递减,

所以,当x<-1时,f(x)max=f(

a-1
a
),故只需f(
a-1
a
)<1
,即
(a-1)3
3a2
+
(a-1)2
2a2
-
(a-1)2
a
<0

显然a≠1,变形为

a-1
3a2
+
1
2a2
-
1
a
<0,即
1-4a
a2
<0
,解得
1
4
<a<
1
2
---------(11分)

a≥

1
2
时,据①知函数f(x)在区间(-∞,-1)上递增,则有f(x)<f(-1)=
2a
3
+
1
2

只需

2a
3
+
1
2
≤1,解得
1
2
≤a≤
3
4
.----------(13分)

综上,正实数a的取值范围是

1
4
<a≤
3
4
--------------------------------------------(14分)

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