已知函数f(x)=[1/3]x3+[1−a/2]x2-ax-a,x∈R,其中a>0.

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  • 解题思路:(1)求导函数,令f′(x)>0,可得函数的递增区间;令f′(x)<0,可得单调递减区间;(2)由(1)知函数在区间(-3,-1)内单调递增,在(-1,0)内单调递减,从而函数在(-3,0)内恰有两个零点,由此可求a的取值范围;(3)a=1时,f(x)=13x3-x-1,由(1)知,函数在(-4,-1)上单调递增,在(-1,1)上单调递减,在(1,2)上单调递增,再进行分类讨论,得到函数在[t,t+3]上的最大值为M(t)以及最小值m(t),从而可得g(t)在[-4,-1]上的最小值.

    (1)求导函数可得f′(x)=(x+1)(x-a),

    令f′(x)=0,可得x1=-1,x2=a(a>0)

    令f′(x)>0,可得x<-1或x>a;令f′(x)<0,可得-1<x<a

    故函数的递增区间为(-∞,-1),(a,+∞),单调递减区间为(-1,a);

    (2)由(1)知函数在区间(-3,-1)内单调递增,在(-1,0)内单调递减,

    若函数在(-3,0)内恰有两个零点,

    f(−3)<0

    f(−1)>0

    f(0)<0,解得0<a<[1/3],

    ∴a的取值范围为(0,[1/3]);

    (3)a=1时,f(x)=[1/3]x3-x-1,由(1)知,函数在(-4,-1)上单调递增,在(-1,1)上单调递减,在(1,2)上单调递增

    ①当t=-4时,函数在[t,t+3]上单调递增,

    则函数f(x)在区间[t,t+3]上的最大值为M(t)=f(-1)=-[1/3],最小值为m(t)=f(-4)=-[55/3],

    则g(t)=M(t)-m(t)=18;

    ②当t∈(-4,-2]时,t+3∈(-1,1],

    ∴-1∈[t,t+3],f(x)在[t,-1]上单调递增,在[-1,t+3]上单调递减

    因此函数在[t,t+3]上的最大值为M(t)=f(-1)=-[1/3],而最小值m(t)为f(t)与f(t+3)中的较小者

    由f(t+3)-f(t)=3(t+1)(t+2)知,

    当t∈(-4,-2]时,f(t)≤f(t+3),故m(t)=f(t),

    所以g(t)=f(-1)-f(t)

    而f(t)在(-4,-2]上单调递减,因此f(t)≤f(-2)=-[5/3],所以g(t)在(-4,-2]上的最小值为g(-2)=−

    1

    3−(−

    5

    3)=

    4

    3;

    ③当t∈[-2,-1]时,t+3∈[1,2],-1,1∈[t,t+3],最大值为f(-1)与f(t+3)较大者,最小值为f(1)与f(t)较小者.

    由f(x)在[-2,-1],[1,2]上单调递增,有

    f(-2)≤f(t)≤f(-1),f(1)≤f(t+3)≤f(2)

    ∵f(1)=f(-2)=-[5/3],f(-1)=f(2)=-[1/3],

    ∴M(t)=f(-1)=-[1/3],m(t)=f(1)=-[5/3],

    ∴g(t)=M(t)-m(t)=[4/3],

    综上,函数g(t)在区间[-4,-1]上的最小值为[4/3].

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查函数的最值,考查分类讨论的数学思想,正确求导与分类讨论是解题的关键.