Question

12．三次函數(shù)f（x）=$\frac{a}{3}$x³+bx²+cx+d，f'（x）-9x＜0的解集為（1，2）．
（1）若f'（x）+7a=0有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根，求f'（x）的解析式；
（2）若f（x）在（-∞，+∞）上單調(diào)遞增，求a的取值范圍．

Answer 1

分析 （1）求導(dǎo)，f'（x）=ax²+2bx+c，由題意可知：ax²+（2b-9）x+c=0的兩根為1，2且a＞0，列方程組，求得b和c與a的關(guān)系，由ax²+（9-3a）x+2a+7a=0，有兩個(gè)實(shí)根，可知△=（9-3a）²+4a×9a=0，求得a的值，即可求得f'（x）的解析式；
（2）由（1）可知：f（x）在（-∞，+∞）上單調(diào)遞增，即f'（x）=ax²+（9-3a）x+2a≥0的解集為R，可知△=（9-3a）²-8a²≤0，即可求得a的取值范圍．

解答 解：（1）設(shè)$f（x）=\frac{a}{3}{x^3}+b{x^2}+cx+d$，求導(dǎo)則f'（x）=ax²+2bx+c，
∵f'（x）-9x＜0的解集為（1，2），
∴ax²+（2b-9）x+c=0的兩根為1，2且a＞0，
故$\left\{{\begin{array}{l}{\frac{9-2b}{a}=3}\\{\frac{c}{a}=2}\end{array}}\right.$，解得：2b=9-3a，c=2a
∴f'（x）+7a=0，即ax²+（9-3a）x+2a+7a=0，
∴ax²+（9-3a）x+9a=0，有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根，
∴△=（9-3a）²+4a×9a=0，整理得：a²+2a-3=0，解得a=1（a=-3舍去），
∴f'（x）=x²+6x+2
（2）∵f（x）在（-∞，+∞）上單調(diào)遞增且a＞0，
∴f'（x）=ax²+（9-3a）x+2a≥0的解集為R，
∴△=（9-3a）²-8a²≤0，
即a²-54a+81≤0，解得$27-18\sqrt{2}≤a≤27+18\sqrt{2}$
a的取值范圍：[$27-18\sqrt{2}，27+18\sqrt{2}$]．

點(diǎn)評(píng) 本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性，考查一元二次不等式的解法及根的存在性問(wèn)題，一元二次不等式恒成立問(wèn)題，考查計(jì)算能力，屬于中檔題．