问题 解答题
设f(x)=-x3+ax2+bx+c(a>0),在x=1处取得极大值,且存在斜率为
4
3
的切线.
(1)求a的取值范围;
(2)若函数y=f(x)在区间[m,n]上单调递增,求|m-n}的取值范围;
(3)是否存在a的取值使得对于任意x∈(-∞,0],都有f(x)≥0.
答案

(1)f′(x)=3x2+2ax+b,

∴f′(1)=-3+2a+b=0,∴b=3-2a

f′(x)=-3(x-1)[x-(

2a
3
-1)]=0,解得x1=1,x2=
2a
3
-1

∵f(x)在x=1处有极大值,

2a
3
-1<1,

∴a<3

又f'(x)-

4
3
=0有实根,a≤1或a≥5,

∴0<a≤1(4分)

(2)f(x)的单调增区间为(

2a
3
-1,1)

则|x1-x2|=2-

2a
3
∈[
4
3
,2)

[m、n]⊆[x1,x2]

∴|m-n|∈(0,2)(8分)

(3)(方法一)由于f(x)在(-∞,

2a
3
-1)上是减函数,

在(

2a
3
-1,1)上是增函数.

在(1,+∞)上是减函数,而x∈(-∞,0),

2a
3
-1∈(-1,
1
3
].

f(x)在(-∞,0]上的最小值就是f(x)在R上的极小值.

f(x)min=f(

2a
3
-1)=
4
27
a3
-
4
3
a2
+3a-2+c≥c,

得g(a)=)=

4
27
a3-
4
3
a2
+3a+1,

g′(a)=

4
9
a2-
8
3
a+3=
4
9
(x-
9
2
)(a-
9
2
),在[
1
2
,1]上单调递增.

∴g(a)min=g(

1
2
)=
1
54
-
1
3
+
3
2
-2>0,不存在.

依上,不存在a的取值,使f(x)≥c恒成立.(14分)

(方法二)f(x)≥c 等价于-x3+ax2+bx+c≥c

即-x3+ax2+bx≥0,x∈(-∞,0]

当x=0时,不等式恒成立;

当x∈(-∞,0)时,上式等价于x2-ax-b≥0

即x2-ax-3+2a≥0,x2-3≥(x-2)a

a≥

x2-3
x-2
=x-2+
1
x-2
+4

g(x)=

1
x-2
+x-2+4在(-∞,0)上递增

所以g(x)<-2+4=2即a>2

而0<a≤1,故不存在.(14分)

单项选择题
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