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(2014•天津模拟)已知函数f(x)=x3-3ax2+b(x∈R),其中a≠0,b∈R.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/22 10:08:04
(2014•天津模拟)已知函数f(x)=x3-3ax2+b(x∈R),其中a≠0,b∈R.
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)设a∈[
1
2
(Ⅰ)f'(x)=3x2-6ax=3x(x-2a),令f'(x)=0,则x1=0,x2=2a,
(1)当a>0时,0<2a,当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:
x (-∞,0) 0 (0,2a) 2a (2a,+∞)
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) ↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗∴函数f(x)在区间(-∞,0)和(2a,+∞)内是增函数,在区间(0,2a)内是减函数.
(2)当a<0时,2a<0,当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:
x (-∞,2a) 2a (2a,0) 0 (0,+∞)
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) ↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗∴函数f(x)在区间(-∞,2a)和(0,+∞)内是增函数,在区间(2a,0)内是减函数.
(Ⅱ)由
1
2≤a≤
3
4及(Ⅰ),f(x)在[1,2a]内是减函数,在[2a,2]内是增函数,
又f(2)-f(1)=(8-12a+b)-(1-3a+b)=7-9a>0,
∴M=f(2),m=f(2a)=8a3-12a3+b=b-4a3
∴M-m=(8-12a+b)-(b-4a3)=4a3-12a+8,
设 g(a)=4a3-12a+8,
∴g'(a)=12a2-12=12(a+1)(a-1)<0(a∈[
1
2,
3
4]),
∴g(a)在[
1
2,
3
4]内是减函数,
故 g(a)max=g(
1
2)=2+
1
2=
5
2,g(a)min=g(
3
4)=-1+4×
33
42=
11
16.

11
16≤M-m≤
5
2.