Question

已知函數(shù)f（x）=2ax³-3x²，其中a＞0．
（Ⅰ）求證：函數(shù)f（x）在區(qū)間（-∞，0）上是增函數(shù)；
（Ⅱ）若函數(shù)g（x）=f（x）+f^′（x）（x∈[0，1]）在x=0處取得最大值，求a的取值范圍．

Answer 1

（Ⅰ）證明：求導(dǎo)函數(shù)f′（x）=6x（ax-1）．
因?yàn)閍＞0且x＜0，所以f′（x）＞0．
所以函數(shù)f（x）在區(qū)間（-∞，0）上是增函數(shù)． …（6分）
（Ⅱ）解：由題意，g（x）=2ax³+（6a-3）x²-6x，（x∈[0，1]），則g′（x）=6[ax²+（2a-1）x-1]．…（8分）
令g′（x）=0，即ax²+（2a-1）x-1=0．①
由于△=4a²+1＞0，可設(shè)方程①的兩個(gè)根為x₁，x₂，
由①得x₁x₂=-，
由于a＞0，所以x₁x₂＜0，不妨設(shè)x₁＜0＜x₂，g′（x）=6a（x-x₁）（x-x₂）．
當(dāng)0＜x₂＜1時(shí)，g（x₂）為極小值，
所以在區(qū)間[0，1]上，g（x）在x=0或x=1處取得最大值；
當(dāng)x₂≥1時(shí)，由于g（x）在區(qū)間[0，1]上是單調(diào)遞減函數(shù)，所以最大值為g（0），
綜上，函數(shù)g（x）只能在x=0或x=1處取得最大值． …（10分）
又已知g（x）在x=0處取得最大值，所以g（0）≥g（1），
即0≥8a-9，解得a≤，
又因?yàn)閍＞0，所以a∈（0，]． …（13分）
分析：（Ⅰ）求導(dǎo)函數(shù)，確定f′（x）＞0，即可證得函數(shù)f（x）在區(qū)間（-∞，0）上是增函數(shù)；
（Ⅱ）g（x）=2ax³+（6a-3）x²-6x，（x∈[0，1]），求導(dǎo)函數(shù)，令g′（x）=0，確定在區(qū)間[0，1]上，g（x）在x=0或x=1處取得最大值，根據(jù)g（x）在x=0處取得最大值，即可確定求a的取值范圍．
點(diǎn)評(píng)：本題考查導(dǎo)數(shù)知識(shí)的運(yùn)用，考查函數(shù)的單調(diào)性與最值，解題的關(guān)鍵是正確求導(dǎo)，確定函數(shù)的單調(diào)性與最值．