解答题设函数.
(Ⅰ)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(3,f(3))处的切线方程;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间和极值;
(Ⅲ)若对于任意的x∈(3a,a),都有f(x)<a+1,求a的取值范围.
网友回答
解:(I)∵当a=1时,,…(1分)
f'(x)=-x2+4x-3…(2分)
当x=3时,f(3)=1,f'(3)=0???????????…(3分)
∴曲线y=f(x)在点(3,f(3))处的切线方程为y-1=0…(4分)
(II)f'(x)=-x2+4ax-3a2=-(x-a)(x-3a)…(5分)a=0时,f'(x)≤0,(-∞,∞)是函数的单调减区间;无极值;…(6分)
a>0时,在区间(-∞,a),(3a,∞)上,f'(x)<0;??在区间(a,3a)上,f'(x)>0,
因此(-∞,a),(3a,∞)是函数的单调减区间,(a,3a)是函数的单调增区间,
函数的极大值是f(3a)=a;函数的极小值是;…(8分)
a<0时,在区间(-∞,3a),(a,∞)上,f'(x)<0;?在区间(3a,a)上,f'(x)>0,
因此(-∞,3a),(a,∞)是函数的单调减区间,(3a,a)是函数的单调增区间
函数的极大值是,函数的极小值是f(3a)=a…(10分)
( III)?根据(II)问的结论,x∈(3a,a)时,…(11分)
因此,不等式f(x)<a+1在区间(3a,a)上恒成立必须且只需:,
解之,得?…(13分)解析分析:(Ⅰ)曲线y=f(x)在点(3,f(3))处的切线斜率为在该点处的导数,所以只要求导,再求x=3时的导数,再用点斜式求出直线方程.(Ⅱ)先求出f(x)的导数,根据f′(x)>0求得的区间是单调增区间,f′(x)<0求得的区间是单调减区间,函数f(x)的极大值和极小值是导数等于0时的x的值,所以再令导数等于0,解出x的值,为极值点,再列表判断极值点两侧导数的正负,若左正右负,为极大值,若左负右正,为极小值.( III)?根据(II)问的结论,x∈(3a,a)时,,从而根据不等式f(x)<a+1在区间(3a,a)上恒成立列出关于a的不等关系,即可求出a的取值范围.点评:本小题主要考查导数的几何意义、利用导数研究曲线上某点切线方程、利用导数研究函数的单调性等基础知识,考查运算求解能力.属于中档题.