问题 解答题

设函数f(x)=x3+ax2-a2x+1,g(x)=ax2-2x+1,其中a≠0

(I)若a=1,求函数f(x)在区间[-1,2]上最大值和最小值;

(II)若f(x)与g(x)在区间(a,a+2)上均为增函数,求a的取值范围.

答案

(Ⅰ)∵a=1,

∴f(x)=x3+x2-x+1,

f′(x)=3(x-

1
3
)(x+1),且x∈[-1,2].                  

∴f(x)在区间[-1,

1
3
]上递减,[
1
3
,2]
上递增,

∴f(x)在区间[-1,2]上的最大值为f(-1)=2与f(2)=11的最大者比较,

即f(x)在区间[-1,2]上的最大值为f(2)=11,最小值为f(

1
3
)=
22
27
. 

(Ⅱ)∵f′(x)=3x2+2ax-a2=3(x-

a
3
)(x+a).    

当a>0时,f(x)在(-∞,-a)和(

a
3
,+∞)上是增函数,g(x)在(
1
a
,+∞)
上是增函数.

由题意得

a>0
a≥
a
3
a≥
1
a
解得a≥1.                        

当a<0时,f(x)在(-∞,

a
3
)和(-a,+∞)上是增函数,g(x)在(-∞,
1
a
)
上是增函数.

由题意得

a<0
a+2≤
a
3
a+2≤
1
a
解得a≤-3.

综上,a的取值范围为(-∞,-3]∪[1,+∞).

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