已知:函數(shù)f(x)=-x(x-a)2。╝∈R)
(1)求a=1時曲線y=f(x)在點(2,f(2))處的切線方程
(2)當(dāng)a<0時,求函數(shù)f(x)的極小值
(3)是否存在實數(shù)a,使得f(x)在[-1,1]上單調(diào)遞增.若存在求出a,若不存在請說明理由.
解:(1)當(dāng)a=1時,f(x)=-x(x-1)
2=-x
3+2x
2-x∴f'(x)=-3x
2+4x-1∴f'(2)=-5,f(2)=-2∴切線方程:y+2=-5(x-2),即:5x+y-8=0(4分)
(2)∵f(x)=-x(x-a)
2=-x
3+2ax
2-a
2x∴f'(x)=-3x
2+4ax-a
2=-(x-a)(3x-a)(5分)
則f(x),f'(x)的關(guān)系如下表表示:
| (-∞,a) | a | | | |
f'(x) | - | 0 | + | 0 | - |
f(x) | ↘ | 極小值 | ↗ | 極大值 | ↘ |
∴f(x)的極小值=f(a)=0(8分)
(3)∵f(x)=-x(x-a)
2在[-1,1]上單調(diào)遞增,則f'(x)=-3x
2+4ax-a
2≥0在[-1,1]恒成立 (9分)
∴
∴a無解 (13分)
綜上,不存在實數(shù)a,使得f(x)在[-1,1]上單調(diào)遞增 (14分)
分析:(1)當(dāng)a=1時f(x)=-x
3+2x
2-x,得f′(x)=-3x
2+4x-1,當(dāng)x=2時y=-2,得切點為(2,-2)得切線的斜率k=-5;
(2)f'(x)=-3x
2+4ax-a
2=-(x-a)(3x-a),再研究導(dǎo)數(shù)為0時,左右附近的正負情況即可;
(3)欲使f(x)在[-1,1]上單調(diào)遞增,只需f′(x)≤0在[-1,1]上恒成立,利用分離法將a分離出來,求出不等式另一側(cè)的最大值,即可求出a的范圍.
點評:本題主要考查了函數(shù)恒成立問題,以及利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值等基礎(chǔ)知識,考查計算能力和分析問題的能力.解決此類問題的方法是利用導(dǎo)數(shù)求出切線的斜率再求出切點即可,而解決方程有解問題時一般先轉(zhuǎn)化為利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值,利用最值求出參數(shù)的范圍即可,高考考查的重點.