设函数f(x)=[1/3]x3+ax2-3a2x+2a-1(a>0).

设函数f(x)=[1/3]x3+ax2-3a2x+2a-1(a>0).
(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数g(x)=x2+4x+9a3+7,且对任意实数x1,x2∈(-∞,a),不等式f(x1)<g(x2)恒成立,求a的取值范围.
tianlaizhiyin123 1年前 已收到1个回答 举报

xiwang77 幼苗

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解题思路:(I)f′(x)=x2+2ax-3a2=(x+3a)(x-a)(a>0).由a>0,可知a>-3a.分别解出f′(x)>0,f′(x)<0,即可得出函数的单调区间.
(II)对任意实数x1,x2∈(-∞,a),不等式f(x1)<g(x2)恒成立⇔x∈(-∞,a),f(x)max<g(x)min.分别利用导数和二次函数研究其单调性极值最值即可.

(I)f′(x)=x2+2ax-3a2=(x+3a)(x-a)(a>0).
∵a>0,∴a>-3a.
令f′(x)>0,解得x>a或x<-3a;令f′(x)<0,解得-3a<x<a.
∴f(x)的单调递增区间为(-∞,-3a),(a,+∞);f(x)的单调递减区间为(-3a,a).
(II)对任意实数x1,x2∈(-∞,a),不等式f(x1)<g(x2)恒成立⇔x∈(-∞,a),f(x)max<g(x)min
由(I)可知:f(x)在区间(-∞,-3a)单调递增;在区间(-3a,a)上单调递减.
∴f(x)max=f(-3a)=-9a3+9a3+9a3+2a-1=9a3+2a-1.
g(x)=(x+2)2+9a3+3≥9a3+3,∴当x=-2时,g(x)min=9a3+3.
∴9a3+2a-1≤9a2+3,又a>0,解得0<a≤2.
∴a的取值范围是(0,2].

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查了利用导数研究函数的单调性极值与最值、二次函数的单调性,考查了恒成立问题的等价转化方法,考查了推理能力和计算能力,属于难题.

1年前

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