易知f′n(x)=x2-(3an+n2)x+3n2an=(x-3an)(x-n2).令f′n(x)=0,得x1=3an,x2=n2.
①若3an<n2,则当x<3an时,f′n(x)>0,fn(x)单调递增;当3an<x<n2时,f′n(x)<0,fn(x)单调递减;当x>n2时,f′n(x)>0,fn(x)单调递增.故fn(x)在x=n2取得极小值.
②若3an>n2,仿①可得,fn(x)在x=3an取得极小值.
③若3an=n2,则f′n(x)≥0,fn(x)无极值.
若对任意的n,都有3an>n2,则an+1=3an.即数列{an}是首项为a,公比为3的等比数列,且an=a•3n-3.
而要使3an>n2,即a•3n>n2对一切n∈N*都成立,只需a>对一切n∈N*都成立.
记bn=,则b1=,b2=,b3=,.
令y=,则y′=(2x-x2ln3)<(2x-x2).
因此,当x≥2时,y'<0,从而函数y=在[2,+∝)上单调递减,
故当n≥2,数列{bn}单调递减,即数列{bn}中最大项为b2=,于是当a>是,必有a>,
这说明当a∈(,+∞)时,数列{an}是等比数列.
当a=,可得a1=,a2=,而3a2=4=22,又③知,f2(x)无极值,不合题意.
当<a<时,可得a1=a,a2=3a,a3=4,a4=12…,数列{an}不是等比数列.
当a=时,3a=1=12,由(3)知,f1(x)无极值,不合题意.
当a<时,可得a1=a,a2=1,a3=4,a4=12,,数列{an}不是等比数列.
综上所述,存在a,使数列{an}是等比数列,且a的取值范围为(,+∞).