(2014•天津模拟)已知函数f(x)=x3-3ax2+b(x∈R),其中a≠0,b∈R.

(2014•天津模拟)已知函数f(x)=x3-3ax2+b(x∈R),其中a≠0,b∈R.
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)设a∈[[1/2],[3/4]],函数f(x)在区间[1,2]上的最大值为M,最小值为m,求M-m的取值范围.
铁塔凌云73 1年前 已收到1个回答 举报

Joyce_rain 春芽

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解题思路:(Ⅰ)对于含参数的函数f(x)的单调区间的求法,需要进行分类讨论,然后利用导数求出函数的单调性;
(Ⅱ)求出f(x)在[1,2a]内是减函数,在[2a,2]内是增函数,设 g(a)=4a3-12a+8,求出g(a)在[[1/2,
3
4]]内是减函数,问题得以解决.

(Ⅰ)f'(x)=3x2-6ax=3x(x-2a),令f'(x)=0,则x1=0,x2=2a,
(1)当a>0时,0<2a,当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

x (-∞,0) 0 (0,2a) 2a (2a,+∞)
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) ↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗∴函数f(x)在区间(-∞,0)和(2a,+∞)内是增函数,在区间(0,2a)内是减函数.
(2)当a<0时,2a<0,当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

x (-∞,2a) 2a (2a,0) 0 (0,+∞)
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) ↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗∴函数f(x)在区间(-∞,2a)和(0,+∞)内是增函数,在区间(2a,0)内是减函数.
(Ⅱ)由[1/2≤a≤
3
4]及(Ⅰ),f(x)在[1,2a]内是减函数,在[2a,2]内是增函数,
又f(2)-f(1)=(8-12a+b)-(1-3a+b)=7-9a>0,
∴M=f(2),m=f(2a)=8a3-12a3+b=b-4a3
∴M-m=(8-12a+b)-(b-4a3)=4a3-12a+8,
设 g(a)=4a3-12a+8,
∴g'(a)=12a2-12=12(a+1)(a-1)<0(a∈[[1/2,
3
4]]),
∴g(a)在[[1/2,
3
4]]内是减函数,
故 g(a)max=g([1/2])=2+[1/2]=[5/2],g(a)min=g([3/4])=-1+4×
33
42=[11/16].
∴[11/16]≤M-m≤[5/2].

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: 本题考查利用导数研究函数的极值和单调性,涉及构造函数的方法,属中档题.

1年前

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