已知函数(a∈R).
(1)若a=3,试确定函数f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)在其图象上任意一点(x0,f(x0))处切线的斜率都小于2a2,求实数a的取值范围.
(3)若?x∈[0,2],f(x)<0,求a的取值范围.
网友回答
解:(1)∵函数(a∈R),∴f′(x)=-x2+2x+a.
当a=3时,f′(x)=-x2+2x+3=-(x+1)(x-3).
当x∈(-∞,-1)或(3,+∞)时,f′(x)<0;当x∈(-1,3)时,f′(x)>0.
∴函数f(x)在区间(-∞,-1)或(3,+∞)上单调递减;在区间(-1,3)上单调递增.
(2)∵f′(x)=-x2+2x+a,∴函数f(x)在其图象上任意一点(x0,f(x0))处切线的斜率为,
由题意可知:对任意的实数x0,恒成立.
即对任意实数x0恒成立?,x∈R.
令φ(x0)=,则φ(x0)=≤1,∴=1.
∴2a2-a>1,
解得a>1,或a<.
∴a的取值范围是(-∞,)∪(1,+∞).
(3)①当x=0时,f(0)=0,∵0<0不可能,此时不存在a满足要求;
②当x∈(0,2]时,若?x∈(0,2],f(x)<0,??x∈(0,2],.
∵φ(x)==,∴φ(x)在区间(0,)单调递减,在区间单调递增,但是φ(0)=0>φ(2),故φ(x)在区间(0,2]上无最大值.
经验证a=0 时适合题意.
∴a≤0.
解析分析:(1)先求导,看其f′(x)在某区间上是大于0、还是小于0.即可判断出单调区间.(2)已知问题?对任意实数x0恒成立?,x∈R.解出即可.(3)对x分x=0 与x∈(0,2]讨论,对x∈(0,2]可转化为:当x∈(0,2]时,若?x∈(0,2],f(x)<0,??x∈(0,2],.求出即可.
点评:本题综合考查了利用导数求单调区间、恒成立即存在性问题,转化思想是解决问题的关键.