已知函数f(x)=x(x-3)2,x∈[0,+∞),存在区间[a,b]⊆[0,+∞),使得函数f(x)在区间[a,b]上

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  • ∵f(x)=x(x-3)2=x3-6x2+9x x∈[0,+∞),

    ∴f′(x)=3x2-12x+9=3(x-1)(x-3)

    当x∈[0,1]时f′(x)≥0,则函数在[0,1]上单调递增

    当x∈[1,3]时f′(x)0,则函数在[1,3]上单调递减

    当x∈(3,+∞)时f′(x)>0,则函数在(3,+∞)上单调递增

    ∴当x=1时,函数取极大值4,当x=3时,函数取极小值0.

    (1)当a,b∈[0,1]时,f(x)在[0,1]上为增函数,

    f(a)=a(a−3)2=ka

    f(b)=b(b−3)2=kb即在[0,1]上存在两个不等的实数使得(x-3)2=k

    而(x-3)2在[0,1]上单调递减,故不存在;

    (2)当a,b∈[1,3]时,f(x)在[1,3]上为减函数,

    f(a)=a(a−3)2=kb

    f(b)=b(b−3)2=ka即a=b,此时实数a,b的值不存在.

    (3)当a,b∈(3,+∞)时,f(x)在(3,+∞)上为增函数,

    f(a)=a(a−3)2=ka

    f(b)=b(b−3)2=kb即在(3,+∞)上存在两个不等的实数使得(x-3)2=k

    而(x-3)2在(3,+∞)上单调递增,故不存在;

    (4)当a∈[0,1),b∈[1,3]时,1∈[a,b],f(1)=4=kb

    ∴k=[4/b]∈[[4/3],4]

    (5)当a∈(1,2),b∈[3,+∞)时,3∈[a,b],f(3)=0=ka

    根据题意可知k>0

    ∴a=0,不可能

    (6)当a∈[0,1),b∈[3,+∞)时,3∈[a,b],f(3)=0=ka,1∈[a,b],f(1)=4=kb

    根据题意可知k>0

    ∴a=0,

    令f(x)=x(x-3)2=4解得x=1或4

    ∴3≤b≤4而k=[4/b]∈[1,[4/3]]

    (7)当a∈[0,1),b∈[4,+∞)时,4∈[a,b],f(4)=1,1∈[a,b],f(1)=4=kb

    根据题意可知k>0,∴a=1,

    令f(x)=x(x-3)2=4解得x=1或4

    ∴b=4而k=[4/b]=1.

    综上所述:k∈[1,4]

    最小的k值为1

    故选A.