问题 解答题

已知函数f(x)=x3-6ax2,其中a≥0.

(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;

(Ⅱ)求f(x)在区间[0,1]上的最小值.

答案

(Ⅰ)f'(x)=3x2-12ax.…(2分)

令f'(x)=0,得x1=0,x2=4a.…(3分)

①当a=0时,f'(x)=3x2≥0,故f(x)在R上为增函数.…(4分)

②当4a>0,即a>0时,列表分析如下:

x(-∞,0)0(0,4a)4a(4a,+∞)
f'(x)+0-0+
所以函数f(x)在(-∞,0)和(4a,+∞)内单调递增,在(0,4a)内单调递减.…(7分)

综上,当a=0时,f(x)在R上单调递增;当a>0时,f(x)在(-∞,0)和(4a,+∞)内单调递增,在(0,4a)内单调递减.

(Ⅱ)①当a=0时,f(x)在区间(0,1)内为增函数,所以f(x)min=f(0)=0.…(9分)

②当0<4a<1时,即0<a<

1
4
时,f(x)在区间(0,4a)内为减函数,在(4a,1)内为增函数,所以f(x)min=f(4a)=-32a3.…(11分)

③当4a≥1时,即a≥

1
4
时,f(x)在区间(0,1)内为减函数,所以f(x)min=f(1)=1-6a.

…(13分)

综上,当0≤a<

1
4
时,f(x)min=-32a3;当a≥
1
4
时,f(x)min=1-6a.

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