问题 解答题
已知函数f(x)=x3-ax2+4(a∈R).
(I)若x=
8
3
是f(x)的一个极值点,求实数a的值及f(x)在区间(-1,a)上的极大值;
(II)若在区间[1,2]内至少存在一个实数x,使得f(x)<0成立,求实数a的取值范围.
答案

(Ⅰ)由已知有f′(x)=3x2-2ax,

∵x=

8
3
是f(x)的一个极值点

f′(

8
3
)=3×(
8
3
)
2
-2a×
8
3
=0,解得a=4. …(2分)

于是f′(x)=3x2-8x=x(3x-8),令f′(x)=0,得x=0或x=

8
3

x(-1,0)0(0,
8
3
8
3
8
3
,4)
f′(x)+0-0+
f (x)极大值极小值
于是当x=0时,f(x)在(-1,4)上有极大值f(0)=4.…(7分)

(Ⅱ)要使f(x)在区间[1,2]内至少有一个实数x,使得f(x)<0,只需f(x)在[1,2]内的最小值小于0.

∵f′(x)=3x2-2ax=x(3x-2a),且由f′(x)=0,知x1=0,x2=

2a
3

①当

2
3
a≤0即a≤0时,f′(x)>0,∴f(x)在[1,2]上是增函数,

由f(x)min=f(1)=3-2a<0,解得a>

3
2
.这与a<0矛盾,舍去.

②当0<

2
3
a≤1即0<a≤
3
2
时,f′(x)>0,∴f(x)在[1,2]上是增函数.

由f(x)min=f(1)=3-2a<0,解得a>

3
2
.这与0<a≤
3
2
矛盾,舍去.

③当1<

2
3
a<2即
3
2
<a<3
时,

当1≤x<

2
3
a时,f′(x)<0,∴f(x)在[1,
2a
3
)
上是减函数,

2
3
a≤x<2时,f′(x)>0,∴f(x)在[
2a
3
,1)
上是增函数.

f(x)min=f(

2a
3
)=4-
4
27
a3<0,解得a>3.这与
3
2
<a<3矛盾,舍去.

2
3
a≥2即a≥3时,f′(x)<0,f(x)在[1,2]上是减函数,

∴f(x)min=f(2)=12-4a<0,解得a>3.结合a≥3得a>3.

综上,a>3时满足题意.…(12分)

单项选择题
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