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  • 設函數f(x)=x3+ax2-a2x+m(a>0) (Ⅰ)若a=1時函數f(x)有三個互不相同的零點,求m的范圍; (Ⅱ)若函數f(x)在[-1,1]內沒有極值點,求a的范圍; (Ⅲ)若對任意的a∈{3,6},不等式f(

    設函數f(x)=x3+ax2-a2x+m(a>0)
    (Ⅰ)若a=1時函數f(x)有三個互不相同的零點,求m的范圍;
    (Ⅱ)若函數f(x)在[-1,1]內沒有極值點,求a的范圍;
    (Ⅲ)若對任意的a∈{3,6},不等式f(x)≤1在x∈[-2,2]上恒成立,求實數m的取值范圍.
    數學人氣:446 ℃時間:2020-04-02 15:19:53
    優(yōu)質解答
    (Ⅰ)當a=1時f(x)=x3+x2-x+m,
    ∵f(x)有三個互不相同的零點,所以f(x)=x3+x2-x+m,
    即m=-x3-x2+x有三個互不相同的實數根.
    令g(x)=-x3-x2+x,則g′(x)=-3x2-2x+1=(x+1)(-3x+1).
    ∵g(x)在(-∞,-1)和(
    1
    3
    ,+∞)均為減函數,在(-1,
    1
    3
    )為增函數,
    則g(-1)為極小值且為-1,g(
    1
    3
    )為極大且為
    5
    27

    ∴m的取值范圍(-1,
    5
    27
    );
    (Ⅱ)由題可知,函數f(x)在[-1,1]內沒有極值點等價為
    方程f′(x)=3x2+2ax-a2=0在[-1,1]上沒有實數根,
    f′(1)=3+2a?a2≤0
    f′(?1)=3?2a?a2≤0
    a>0
    ,∴a≥3;
    (Ⅲ)∵f′(x)=3x2+2ax-a2=3(x-
    a
    3
    )(x+a),且a>0,
    ∴函數f(x)的遞減區(qū)間為(-a,
    a
    3
    ),遞增區(qū)間為(-∞,-a)和(
    a
    3
    ,+∞);
    當a∈[3,6]時,
    a
    3
    ∈[1,2],-a≤-3,又x∈[-2,2],
    ∴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,
    又∵f(x)≤1在x∈[-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]恒成立.
    ∵9-4a-2a2的最小值為-87,
    ∴m≤-87.
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