解题思路:(1)由
∫
2
1
f(x)
x
2
dx
=
∫
2
1
(x−1+
1
x
)dx
,利用定积分公式能求出结果.
(2)f′(x)=3x2-2x+a,由f′(1)=1+a=0,解得a=-1.从而得到f(x)=x3-x2-x+b,由此利用函数f(x)只有一个零点能求出b的取值范围.
(3)由f′(x)=3x2-2x+a,函数f(x)在区间(-2,2)上不是单调函数,知3x2-2x+a=0在R上有两个不相等的实根,且在(-2,2)至少有一个根,由此能求出a的取值范围.
(1)∵f(x)=x3-x2+ax+b,a=1,b=0,
∴
∫21
f(x)
x2dx
=
∫21(x−1+
1
x)dx
=([1/2x2−x+lnx)
|21]
=ln2+[1/2].
(2)f′(x)=3x2-2x+a,
由f′(1)=1+a=0,解得a=-1.
∴f(x)=x3-x2-x+b,
f′(x)=3x2-2x-1
=3(x-1)(x+[1/3]),
∴当x<-[1/3]时,f′(x)>0,f(x)是增函数;
当-[1/3]<x<1时,f′(x)<0,f(x)是减函数.
当x>1时,f′(x)>0,f(x)是增函数.
∵f(-[1/3])=[5/27]+b,f(1)=-1+b,
∴函数f(x)只有一个零点,
∴[5/27+b<0,或-1+b>0,
解得b的取值范围是(-∞,-
5
27])∪(1,+∞).
(3)∵f′(x)=3x2-2x+a,
函数f(x)在区间(-2,2)上不是单调函数,
∴3x2-2x+a=0在R上有两个不相等的实根,
且在(-2,2)至少有一个根,
∴△=4-12a>0,解得a<[1/3].
由∃x∈(-2,2),使得:3x2-2x+a=0,
知a=-3x2+2x,∴-16<a≤
1
3,
综上所述,a的取值范围是(-16,[1/3]).
点评:
本题考点: 微积分基本定理;利用导数研究函数的极值.
考点点评: 本题考查定积分的求法,考查满足条件的实数的取值范围的求法,解题时要认真审题,仔细解答,注意导数性质、零点性质、等价转化思想的合理运用.