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已知函数f(x)=x3-3ax(a∈R),函数g(x)=lnx.(1)当a=1时,求函数f(x)在区间[-2,2]上的最小值;

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解决时间 2021-02-14 03:34
已知函数f(x)=x3-3ax(a∈R),函数g(x)=lnx.(1)当a=1时,求函数f(x)在区间[-2,2]上的最小值;(2)若在区间[1,2]上f(x)的图象恒在g(x)的图象的上方(没有公共点),求实数a的取值范围;(3)当a>0时,设h(x)=|f(x)|,x∈[-1,1].求h(x)的最大值F(a)的解析式.
最佳答案
(1)∵f'(x)=3x2-3=0,∴x=±1
∵f(-2)=-2,f(2)=2,f(1)=-2
∴函数的最小值为f(x)min=-2
(2)∵在区间[1,2]上f(x)的图象恒在g(x)图象的上方
∴x3-3ax≥lnx在[1,2]上恒成立得 3a<x2?
lnx
x 在[1,2]上恒成立
设h(x)=x2?
lnx
x 则 h′(x)=2x?
1?lnx
x2 =
2x3+lnx?1
x2
∵2x3-1≥0,lnx≥0
∴h'(x)≥0
∴h(x)min=h(1)=1
∴a<
1
3
(3)因g(x)=|f(x)|=|x3-3ax|在[-1,1]上是偶函数,故只要求在[0,1]上的最大值
①当a≤0时,f′(x)≥0,f(x)在[0,1]上单调递增且f(0)=0,∴g(x)=f(x)F(a)=f(1)=1-3a.
②当a>0时,f′(x)=3x2?3a=3(x+



a )(x?



a ),(ⅰ)当



a ≥1,即a≥1g(x)=|f(x)|=-f(x),-f(x)在[0,1]上单调递增,此时F(a)=-f(1)=3a-1
(ⅱ)当 0<



a <1,即0<a<1时,f(x)在[0,



a ]上单调递减,在 [



a ,1]单调递增;
1°当 f(1)=1?3a≤0,即
1
3 ≤a<1时,g(x)=|f(x)|=?f(x),?f(x)在[0,



a ]上单调递增,在[



a ,1]上单调递减,F(a)=?f(



a )=2a



a ;
2°当 f(1)=1?3a>0,即0<a<
1
3
(ⅰ)当 ?f(



a )≤f(1)=1?3a,即0<a≤
1
4 时,F(a)=f(1)=1?3a
(ⅱ)当 ?f(



a )>f(1)=1?3a,即
1
4 <a<
1
3 时,F(a)=?f(



a )=2a



a (1)-2
∴F(a)=







1?3a,0<a≤
1
4
2a



a
1
4 <a<1
3a?1,a≥1
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