設(shè)函數(shù)f(x)=x3+ax2-a2x+5(a>0)
(1)當函數(shù)f(x)有兩個零點時,求a的值;
(2)若a∈[3,6],當x∈[-4,4]時,求函數(shù)f(x)的最大值.
分析:(1)由題意得f′(x)=3(x-
a
3
)(x+a)(a>0),所以函數(shù)f(x)的增區(qū)間為(-∞,-a),(
a
3
,+∞),減區(qū)間為(-a,
a
3
),所以函數(shù)f(x)有兩個零點,當且僅當f(-a)=0或f(
a
3
)=0,因為a>0所以a=3.
(2)由題知-a∈[-6,-3],
a
3
∈[1,2],當4≤a≤6時,因為函數(shù)f(x)在[-4,
a
3
)上單調(diào)遞減,在(
a
3
,4]上單調(diào)遞增,所以f(-4)-f(4)=8(a2-16)≥0,所以f(x)max=f(-4)=4a2+16a-59,同理得當3≤a<4時,f(x)max=f(4)=-4a2+16a+69;
解答:解:(1)由題意得f′(x)=3x2+2ax-a2=3(x-
a
3
)(x+a)(a>0),
由f′(x)>0得x<-a,或x>
a
3
,由f′(x)<0得-a<x<
a
3
,
所以函數(shù)f(x)的增區(qū)間為(-∞,-a),(
a
3
,+∞),減區(qū)間為(-a,
a
3
),
即當x=-a時,函數(shù)取極大值f(-a)=a3+5,
當x=
a
3
時,函數(shù)取極小值f(
a
3
)=-
5
27
a3
+5,
又f(-2a)=-2a3+5<f(
a
3
),f(2a)=10a3+5>f(-a),
所以函數(shù)f(x)有兩個零點,當且僅當f(-a)=0或f(
a
3
)=0,
注意到a>0,所以f(
a
3
)=-
5
27
a3+5
=0,即a=3.
故a的值是3.
(2)由題知-a∈[-6,-3],
a
3
∈[1,2],
當-a≤-4即4≤a≤6時,
函數(shù)f(x)在[-4,
a
3
)上單調(diào)遞減,在(
a
3
,4]上單調(diào)遞增,
注意到f(-4)-f(4)=8(a2-16)≥0,
所以f(x)max=f(-4)=4a2+16a-59;
當-a>-4即3≤a<4時,
函數(shù)f(x)在[-4,-a)上單調(diào)增,在(-a,
a
3
)上單調(diào)減,在(
a
3
,4]上單調(diào)增,
注意到f(-a)-f(4)=a3+4a2-16a-64=(a+4)2(a-4),
所以f(x)max=f(4)=-4a2+16a+69;
綜上,f(x)max=
4a2+16a-59 ,4≤a≤6
-4a2+16a+69,3≤a<4
點評:本題考查利用導數(shù)解決極值問題通過極值求出參數(shù),利用參數(shù)的范圍與定義域的關(guān)系討論函數(shù)的單調(diào)性,進而得到函數(shù)的最大值.本題利用了分類討論的思想這是數(shù)學上的一個很主要的數(shù)學思想.
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12
,1)
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