解题思路:(1)a=2时,求出f'(x),解f'(x)>0可得增区间,解f'(x)<0可得减区间;
(2)令f'(x)=0可得x=1或x=a,按照a=1,0<a<1,a>1三种情况讨论,利用导数研究函数的单调性,使其最大值为f(a+1)即可;
f′(x)=6x2-6(a+1)x+6a=6(x-1)(x-a),
(1)当a=2时,f′(x)=6(x-1)(x-a)=6(x-1)(x-2),
当x<1或x>2时,f′(x)>0,当1<x<2,f′(x)<0,
∴f(x)的单调增区间分别为(-∞,1),(2,+∞),f(x)的单调减区间为(1,2);
(2)(Ⅰ)当a=1时,f′(x)=6(x-1)2≥0,f(x)在[0,a+1]上单调递增,最大值为f(a+1);
(Ⅱ)当0<a<1时,列表如下:
x 0 (0,a) a (a,1) 1 (1,1+a) a+1
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) 增 极大值f(a) 减 增 由表知f(x)在[0,a+1]上的最大值,只有可能是f(a)或 f(a+1),
∴只需f(a+1)-f(a)=(-a3+3a2+3a-1)-(-a3+3a2)=3a-1≥0,
解得a≥[1/3],此时[1/3]≤a<1;
(Ⅲ)当a>1时,列表如下:
x 0 (0,1) 1 (1,a) a (a,1+a) a+1
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) 增 极大值f(1) 减 增 由表知f(x)在[0,a+1]上的最大值,只有可能是f(1)或 f(a+1)
∴只需f(a+1)-f(1)=(-a3+3a2+3a-1)-(3a-1)=-a3+3a2=-a2(a-3)≥0,
解得a≤3,此时1<a≤3.
由(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)得[1/3]≤a≤3,
∴满足条件的a的取值范围是[[1/3],3].
点评:
本题考点: 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.
考点点评: 本题考查利用导数研究函数的单调性、利用求函数在闭区间上的最值,考查分类讨论思想,考查学生分析问题解决问题的能力.