问题 解答题
设a为实常数,函数f(x)=-x3+ax2-4.
(1)若函数y=f(x)的图象在点P(1,f(1))处的切线的倾斜角为
π
4
,求函数f(x)的单调区间;
(2)若存在x0∈(0,+∞),使f(x0)>0,求a的取值范围.
答案

(1)f′(x)=-3x2+2ax.根据题意f′(1)=tan

π
4
=1,

∴-3+2a=1,即a=2.∴f′(x)=-3x2+4x=-3x(x-

4
3
).

当f′(x)>0,得x(x-

4
3
)<0,即0<x<
4
3
;当f′(x)<0,得x(x-
4
3
)
>0,即x<0或x>
4
3

∴f′(x)的单调递增区间是(0,

4
3
),单调递减区间是(-∞,0)∪(
4
3
,+∞)

(2)f′(x)=-3x(x-

2a
3
).

①若a≤0,当x>0时,f′(x)<0,从而f(x)在(0,+∞)上是减函数,

又f(0)=-4,则当x>0时,f(x)<-4.

∴当a≤0时,不存在x0>0,使f(x0)>0;

②当a>0,则当0<x<

2a
3
时,f′(x)>0,当x>
2a
3
时,f′(x)<0.

从而f(x)在(0,

2a
3
)上单调递增,在(
2a
3
,+∞)
上单调递减.

∴当x∈(0,+∞)时,f(x)max=f(

2a
3
)=-
8a3
27
+
4a3
9
-4=
4a3
27
-4.

据题意,

4a3
27
-4>0,即a3>27,∴a>3.

故a的取值范围是(3,+∞).

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