设函数f(x)=x3+ax2-a2x+m(a≥0).(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)若函数f(x)在x∈[﹣1,1]内没有极值点,求a的取值范围;(Ⅲ)若对任意的a∈[3,6),不等式f(x)≤
解:(Ⅰ)∵f'(x)=3x2+2ax﹣a2=当a=0时f′(x)≥0∴函数f(x)的单调递增区间为(﹣∞,+∞)当a>0时由f′(x)>0得x<﹣a或,由f′(x)<0得,∴函数f(x)的单调递增区间为(﹣∞,﹣a),,单调递减区间为(Ⅱ)当a=0时由(1)知函数f(x)在[﹣1,1]上单调递增,则f(x)在[﹣1,1]上没有极值点;当a>0时∵由(1)知f(x)在上单调递增,在上单调递减;则要f(x)在[﹣1,1]上没有极值点,则只需f′(x)=0在(﹣1,1)上没有实根.∴,解得a≥3综上述可知:a的取值范围为[3,+∞)∪{0}(Ⅲ)∵a∈[3,6),∴≤﹣3又x∈[﹣2,2]由(1)的单调性质知f(x)max=max{f(﹣2),f(2)}而f(2)-f(-2)=16-4a2<0f(x)max=f(-2)=-8+4a+2a2+m∴f(x)≤1在[﹣2,2]上恒成立∴f(x)max≤1即-8+4a+2a2+m≤1即m≤9-4a-2a2在a∈[3,6]上恒成立,∴9-4a-2a2的最小值为-87∴m≤-87故答案为(Ⅰ)当a=0时f′(x)≥0,函数f(x)的单调递增区间为(﹣∞,+∞),当a>0时函数f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为,(Ⅱ)a的取值范围为:[3,+∞)∪{0},(Ⅲ)m的取值范围为:m≤﹣87.
题目简介
设函数f(x)=x3+ax2-a2x+m(a≥0).(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)若函数f(x)在x∈[﹣1,1]内没有极值点,求a的取值范围;(Ⅲ)若对任意的a∈[3,6),不等式f(x)≤
题目详情
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数f(x)在x∈[﹣1,1]内没有极值点,求a的取值范围;
(Ⅲ)若对任意的a∈[3,6),不等式f(x)≤1在x∈[﹣2,2]上恒成立,求m的取值范围.
答案
解:(Ⅰ)∵f'(x)=3x2+2ax﹣a2=![]()
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上单调递增,在
上单调递减;
,解得a≥3
≤﹣3
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当a=0时f′(x)≥0
∴函数f(x)的单调递增区间为(﹣∞,+∞)
当a>0时
由f′(x)>0得x<﹣a或
由f′(x)<0得
∴函数f(x)的单调递增区间为(﹣∞,﹣a),
单调递减区间为
(Ⅱ)当a=0时由(1)知函数f(x)在[﹣1,1]上单调递增,
则f(x)在[﹣1,1]上没有极值点;
当a>0时∵
由(1)知f(x)在
则要f(x)在[﹣1,1]上没有极值点,
则只需f′(x)=0在(﹣1,1)上没有实根.
∴
综上述可知:a的取值范围为[3,+∞)∪{0}
(Ⅲ)∵a∈[3,6),
∴
又x∈[﹣2,2]
由(1)的单调性质知f(x)max=max{f(﹣2),f(2)}
而f(2)-f(-2)=16-4a2<0
f(x)max=f(-2)=-8+4a+2a2+m
∴f(x)≤1在[﹣2,2]上恒成立
∴f(x)max≤1
即-8+4a+2a2+m≤1
即m≤9-4a-2a2在a∈[3,6]上恒成立,
∴9-4a-2a2的最小值为-87
∴m≤-87
故答案为(Ⅰ)当a=0时f′(x)≥0,函数f(x)的单调递增区间为(﹣∞,+∞),
当a>0时函数f(x)的单调递增区间为
单调递减区间为
(Ⅱ)a的取值范围为:[3,+∞)∪{0},
(Ⅲ)m的取值范围为:m≤﹣87.