Question

 已知函數(shù)f (x)＝x³＋(1－a)x²－3ax＋1，a＞0．

(Ⅰ) 證明：對于正數(shù)a，存在正數(shù)p，使得當x∈[0，p]時，有－1≤f (x)≤1；

(Ⅱ) 設(Ⅰ)中的p的最大值為g(a)，求g(a)的最大值．

 

Answer 1

【答案】

(Ⅰ)見解析  (Ⅱ)

【解析】

試題分析：(Ⅰ) 由于 f ′(x)＝3x²＋3(1－a)x－3a＝3(x＋1)(x－a)，且a＞0，

故f (x)在[0，a]上單調(diào)遞減，在[a，＋∞)上單調(diào)遞增．又

f (0)＝1，  f (a)＝－a³－a²＋1＝(1－a)(a＋2) ²－1．

當f (a)≥－1時，取p＝a．

此時，當x∈[0，p]時有－1≤f (x)≤1成立．

當f (a)＜－1時，由于f (0)＋1＝2＞0，f (a)＋1＜0，

故存在p∈(0，a)使得f (p)＋1＝0．

此時，當x∈[0，p]時有－1≤f (x)≤1成立．

綜上，對于正數(shù)a，存在正數(shù)p，使得當x∈[0，p]時，有－1≤f (x)≤1．

(Ⅱ) 由(Ⅰ)知f (x)在[0，＋∞)上的最小值為f (a)．

當0＜a≤1時，f (a)≥－1，則g(a)是方程f (p)＝1滿足p＞a的實根，

即2p²+3(1－a)p－6a＝0滿足p＞a的實根，所以

g(a)＝．

又g(a)在(0，1]上單調(diào)遞增，故

g(a)_max＝g(1)＝．

當a＞1時，f (a)＜－1．

由于f (0)＝1，f (1)＝(1－a)－1＜－1，故

[0，p]Ì [0，1]．

此時，g(a)≤1．

綜上所述，g(a)的最大值為．

考點：導數(shù)的性質(zhì)和應用

點評：本題主要考查利用導數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì)等基礎知識，同時考查推理論證能力，分類討論等綜合解題能力和創(chuàng)新意識。