问题 解答题
已知函数f(x)=
1
3
x3-ax2+(a2-1)x+b(a,b∈R)

(1)若函数y=f(x)的导函数是偶函数,求a的值;
(2)若y=f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为x+y-3=0,求f(x)在区间[-2,4]上的最大值;
(3)当a≠0时,若f(x)在区间(-1,1)上不单调,求a的取值范围.
答案

(1)由题意得,f'(x)=x2-2ax+a2-1,

∵f'(x)是偶函数,∴-2a=0,解得a=0,

(2)由题意知(1,f(1))在x+y-3=0上,∴f(1)=2,

又∵(1,2)在y=f(x)上,∴2=

1
3
-a+a2-1+b   ①,

由f'(1)=-1,得1-2a+a2-1=-1  ②

由①②,解得a=1,b=

8
3

f(x)=

1
3
x3-x2+
8
3
,f′(x)=x2-2x,

由f'(x)=0得x=0或x=2,

当x<0或x>2时,f'(x)>0;当0<x<2时,f'(x)<0;

∴函数y=f(x)的减区间为(0,2),增区间为(-∞,0),(2,+∞),

∴x=0或x=2是f(x)的极值点.

f(0)=

8
3
,f(2)=
4
3
,f(-2)=-4,f(4)=8,

∴f(x)在区间[-2,4]上的最大值为8.

(3)∵函数f(x)在区间(-1,1)不单调,∴以函数f'(x)在(-1,1)存在零点.

由f'(x)=0得,x2-2ax+a2-1=0,解得x=a-1或x=a+1,则区间长为2,

∴在区间(-1,1)上不可能有2个零点,即f'(x)在(-1,1)只有一个零点.

则f'(-1)f'(1)<0,即a2(a+2)(a-2)<0,

∵a2>0,∴(a+2)(a-2)<0,解得-2<a<2.

又由a≠0,a的取值范围为(-2,0)∪(0,2).

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