解题思路:(1)要求函数f(x)的单调区间,即求函数f(x)的f′(x),令f′(x)=0,解出x,再根据导数与单调性的关系求解即可得到函数f(x)的单调区间、极值;
(2)由(1)知函数当x∈(0,a)时,函数f(x)为减函数;当x∈(a,3a)时,函数f(x)为增函数.进而得到函数f(x)在[0,3a]上的最值.
(1)f′(x)=-x2+4ax-3a2.令f′(x)=0,解得x=a或x=3a,列表:
x (-∞,a) a (a,3a) 3a (3a,+∞)
f′(x) - 0 + 0 -
f(x) 递减 -[4/3]a3+b 递增 b 递减由表可知:当x∈(-∞,a)时,函数f(x)为减函数;当x∈(3a,+∞)时,函数f(x)也为减函数;当x∈(a,3a)时,函数f(x)为增函数.
∴函数f(x)的单调减区间为(-∞,a),(3a,+∞),单调增区间为(a,3a).当x=a时,f(x)的极小值为-[4/3]a3+b;当x=3a时,f(x)的极大值为b.
(2)x∈[0,3a],列表如下:
x 0 (0,a) a (a,3a) 3a
f′(x) - 0 + 0
f(x) b 递减 -[4/3]a3+b 递增 b由表知:当x∈(0,a)时,函数f(x)为减函数;当x∈(a,3a)时,函数f(x)为增函数.
∴当x=a时,f(x)的最小值为-[4/3]a3+b;当x=0或x=3a时,f(x)的最大值为b.
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.
考点点评: 本题考查了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,函数在某点取得极值的条件,属于中档题.