设f(x)=-x3+ax2+bx+c(a>0),在x=1处取得极大值,且存在斜率为
(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. |
(1)f′(x)=3x2+2ax+b,
∴f′(1)=-3+2a+b=0,∴b=3-2a
f′(x)=-3(x-1)[x-(
-1)]=0,解得x1=1,x2=2a 3
-12a 3
∵f(x)在x=1处有极大值,
则
-1<1,2a 3
∴a<3
又f'(x)-
=0有实根,a≤1或a≥5,4 3
∴0<a≤1(4分)
(2)f(x)的单调增区间为(
-1,1)2a 3
则|x1-x2|=2-
∈[2a 3
,2)4 3
[m、n]⊆[x1,x2]
∴|m-n|∈(0,2)(8分)
(3)(方法一)由于f(x)在(-∞,
-1)上是减函数,2a 3
在(
-1,1)上是增函数.2a 3
在(1,+∞)上是减函数,而x∈(-∞,0),
且
-1∈(-1,2a 3
].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(
-1)=2a 3
a3-4 27
a2+3a-2+c≥c,4 3
得g(a)=)=
a3-4 27
a2+3a+1,4 3
g′(a)=
a2-4 9
a+3=8 3
(x-4 9
)(a-9 2
),在[9 2
,1]上单调递增.1 2
∴g(a)min=g(
)=1 2
-1 54
+1 3
-2>0,不存在.3 2
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≥
=x-2+x2-3 x-2
+41 x-2
g(x)=
+x-2+4在(-∞,0)上递增1 x-2
所以g(x)<-2+4=2即a>2
而0<a≤1,故不存在.(14分)