已知函数f(x)=13ax3−32x2+1,x∈R,其中a>0.

1个回答

  • 解题思路:(1)求导函数,利用导数的几何意义,确定切线的斜率,结合切点的坐标,可得切线方程;

    (2)求导函数,利用函数g(x)=f'(x)+alnx在x∈[2,+∞)上单调递增,可得g′(x)≥0在x∈[2,+∞)上恒成立,分离参数,利用求最值,即可确定实数a的取值范围;

    (3)令f'(x)=0可得x=0或x=[3/a]>0,根据

    x∈[−

    1

    2

    1

    2

    ]

    ,分类讨论,确定函数的单调性,求出函数的最小值,建立不等式组,即可求得实数a的取值范围.

    求导函数,可得f′(x)=ax2-3x(a>0,x∈R)

    (1)当a=1时,f′(x)=x2-3x,f(x)=

    1

    3x3−

    3

    2x2+1

    ∴f′(2)=−2,f(2)=−

    7

    3

    ∴切线方程为y+

    7

    3=−2(x−1),即y=−2x+

    5

    3

    (2)g(x)=f'(x)+alnx=ax2-3x+alnx(a>0,x∈R)

    ∵函数g(x)=f'(x)+alnx在x∈[2,+∞)上单调递增,

    ∴g′(x)≥0在x∈[2,+∞)上恒成立

    即a≥

    3x

    2x2+1在x∈[2,+∞)上恒成立

    设h(x)=

    3x

    2x2+1,则h′(x)=

    3−6x2

    (2x2+1)2

    ∵x≥2,∴h′(x)<0

    ∴函数h(x)在x∈[2,+∞)上单调减

    ∴h(x)≤h(2)=

    2

    3

    ∴实数a的取值范围为a≥

    2

    3;

    (3)令f'(x)=0可得x=0或x=[3/a]>0

    ∵x∈[−

    1

    2,

    1

    2],f(−

    1

    2)=−

    a

    24+

    5

    8,f([1/2])=[a/24+

    5

    8],f([3/a])=1-[9

    2a2,f(0)=1

    3/a<

    1

    2],即a>6时,函数在(−

    1

    2,0),(

    3

    a,

    1

    2)上单调增,(0,

    3

    a)上单调减

    ∴要使在区间x∈[−

    1

    2,

    1

    2]上,f(x)>0恒成立,只需

    a

    24+

    5

    8>0

    1−

    9

    2a2>0

    a>6,∴6<a<15;

    ②当[3/a≥

    1

    2]时,即0<a≤6,函数在(−

    1

    2,0)上单调增,(0,

    1

    2)上单调减

    ∴要使在区间x∈[−

    1

    2,

    1

    2]上,f(x)>0恒成立,只需

    a

    24+

    5

    8>0

    a

    24+

    5

    8>0

    0<a≤6,∴0<a≤6;

    综上①②可知,0<a<15.

    点评:

    本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用.

    考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查导数的几何意义,考查恒成立问题,考查函数的单调性,正确求导,恰当分类是关键.