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已知函数f(x)=x3-ax|x+a|,x∈[0,2] (1)当a=-1时,求函...

已知函数f(x)=x3-ax|x+a|,x∈[0,2]
(1)当a=-1时,求函数f(x)的最大值;
(2)当函数f(x)的最大值为0时,求实数a的取值范围.
(1)当a=-1时,f(x)=x2+x|x-1|,x∈[0,2],当0<x<1时,f(x)=x3-x2+x,f′(x)=3x2-2x+1=3>0,当1<x<2时,f(x)=x3+x2-x,f′(x)=3x2+2x-1=(3x-1)(x+1)>0,由此能求出函数f(x)的最大值. (2)当a≤0时,f(0)=0,当0<x≤2时f(x)>0,此时不符合题设;当a>0时,f(x)=x3-ax2+a2x,f′(x)=3x2-2ax-a2=(3x+a)(x-a),由0≤x≤2,知3x+a>0.由此能求出实数a的取值范围. 【解析】 (1)当a=-1时,f(x)=x2+x|x-1|,x∈[0,2], 当0<x<1时,f(x)=x3-x2+x, f′(x)=3x2-2x+1=3>0, 当1<x<2时,f(x)=x3+x2-x, f′(x)=3x2+2x-1=(3x-1)(x+1)>0, 又函数f(x)是连续函数,所以f(x)在[0,2]上是增函数,(4分) ∴函数f(x)的最大值f(x)max=f(2)=10         (6分) (2)1°当a≤0时,f(0)=0,当0<x≤2时f(x)>0,此时不符合题设,(8分) 2°当a>0时,f(x)=x3-ax2+a2x, f′(x)=3x2-2ax-a2=(3x+a)(x-a), ∵0≤x≤2∴3x+a>0 (i)当a≥2时,f′(x)≤0,故f(x)在[0,2]上是减函数, ∴此时f(x)max=f(0)=0,符合题设    (11分) (ii)当0<a<2时,由f′(x)>0,得a<x<2, 由f′(x)<0,得0<x<a. 故 f(x)在[0,a]上是减函数,在在[a,2]上是增函数 ∴此时f(x)max=max{f(0),f(2)}=0, 又f(0)=0, ∴f(2)≤0,即8-2a|a+2|≤0, a2+2a-4≥0, 解之得a≤-1-或a≥, ∴, 综上所述:所求的实数a的取值范围为[,+∞).
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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