Question

已知f（x）=

ax3

3

-（a+1）x²+4x+1（a∈R）
（1）當(dāng)a=-1時(shí)，求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間；
（2）當(dāng)a∈R時(shí)，討論函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間；
（3）是否存在負(fù)實(shí)數(shù)a，使x∈[-1，0]，函數(shù)有最小值-3？

Answer 1

考點(diǎn)：利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值

專題：計(jì)算題,分類討論,導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用

分析：（1）寫出a=-1的函數(shù)解析式，再求導(dǎo)，分別令大于0，小于0，得到單調(diào)區(qū)間；
（2）求出導(dǎo)數(shù)，分解因式，對(duì)a討論，分a=0，a＜0，0＜a＜1，a=1，a＞1五種情況，求出單調(diào)增區(qū)間；
（3）假設(shè)存在負(fù)實(shí)數(shù)a，使x∈[-1，0]，函數(shù)有最小值-3．再由a≥-2，a≤-2，討論單調(diào)區(qū)間，得到最小值，再解出a，檢驗(yàn)，即可得到答案．

解答： 解：（1）當(dāng)a=-1時(shí)，f（x）=-

1

3

x³+4x+1，f′（x）=-x²+4，
由f′（x）＜0，解得x＞2或x＜-2；
由f′（x）＞0，解得-2＜x＜2，
故函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間為：（-∞，-2），（2，+∞），單調(diào)增區(qū)間為：（-2，2）；
（2）f′（x）=ax²-2（a+1）x+4=（ax-2）（x-2），
①當(dāng)a=0，由f′（x）＞0得到x＜-2，即增區(qū)間為（-∞，-2）；
②當(dāng)a＜0，f′（x）＞0，得到

2

a

＜x＜2，即增區(qū)間為（

2

a

，2）；
③當(dāng)0＜a＜1，f′（x）＞0，得到x＞

2

a

或x＜2，即增區(qū)間為（-∞，2），（

2

a

，+∞），
④當(dāng)a=1，f（x）=（x-2）2≥0，即增區(qū)間為（-∞，+∞）；
⑤當(dāng)a＞1，f′（x）＞0，得到x＜

2

a

或x＞2，即增區(qū)間為（2，+∞），（-∞，

2

a

）．
（3）假設(shè)存在負(fù)實(shí)數(shù)a，使x∈[-1，0]，函數(shù)有最小值-3．
因a＜0，由②分兩類（依據(jù)：?jiǎn)握{(diào)性，極小值點(diǎn)是否在區(qū)間[-1，0]上是分類“契機(jī)”）：
①當(dāng)

2

a

≤-1?a≥-2，當(dāng)x∈[-1，0）⊆（

2

a

，2），f（x）遞增，f（x）_min=f（-1）=-3，
即-

a

3

-（a+1）-3=-3，解得a=-

3

4

＞-2；
②當(dāng)

2

a

≥-1?a≤-2，由單調(diào)性知：f（x）min=f（

2

a

）=-3，化簡(jiǎn)得：3a2+3a-1=0，解得
a=

-3± 21

6

＞-2，不合要求．
綜上，存在這樣的負(fù)數(shù)a，且a=-

3

4

為所求．

點(diǎn)評(píng)：本題考查導(dǎo)數(shù)的綜合運(yùn)用：求單調(diào)區(qū)間和函數(shù)的最值，同時(shí)考查分類討論思想方法，考查存在型問題的解法，是一道綜合題．