Question

14．已知函數(shù)f（x）=ax³+2x-a，
（1）求函數(shù)f（x）的單調(diào)遞增區(qū)間；
（2）若a=n，且n∈N^*，設(shè)x_n是函數(shù)${f_n}（x）=n{x^3}+2x-n$的零點，證明：當(dāng)n≥2時存在唯一x_n，且${x_n}∈（\frac{n}{n+1}，1）$．

Answer 1

分析 （1）對f（x）求導(dǎo)得到單調(diào)區(qū)間；（2）由（1）得，f_n（x）=nx³+2x-n在R上單調(diào)遞增，證明f_n（$\frac{n}{n+1}$）=-（$\frac{n}{n+1}$）³（ $\frac{{n}^{2}-n-1}{{n}^{2}}$）即可．

解答 解：（1）f′（x）=3ax²+2，
若a≥0，則f′（x）＞0，函數(shù)f（x）在R上單調(diào)遞增；
若a＜0，令f'（x）＞0，∴x＞$\sqrt{\frac{2}{3a}}$或x＜-$\sqrt{\frac{2}{3a}}$，
函數(shù)f（x）的單調(diào)遞增區(qū)間為（-∞，$\sqrt{\frac{2}{3a}}$）和（$\sqrt{\frac{2}{3a}}$，+∞）；
（2）證明：由（1）得，f_n（x）=nx³+2x-n在R上單調(diào)遞增，
又f_n（1）=n+2-n=2＞0，
f_n（2）=n2³+2×2-n=8n+4-n=7n+4＞0，
f_n（$\frac{n}{n+1}$）=n（$\frac{n}{n+1}$）³+2（$\frac{n}{n+1}$）-n=-（$\frac{n}{n+1}$）³（ $\frac{{n}^{2}-n-1}{{n}^{2}}$），
當(dāng)n≥2時，g（n）=n²-n-1＞0，fn（$\frac{n}{n+1}$）＜0，
n≥2時存在唯一x_n且xn∈（$\frac{n}{n+1}$，1）．

點評 本題主要考查了導(dǎo)數(shù)的求單調(diào)區(qū)間的方法以及函數(shù)的零點問題，是一道中檔題．