题目内容

已知函数f(x)=
1
4
x4+
1
3
ax3-a2x2+a4(a>0)

(1)求函数y=f(x)的单调区间;
(2)若函数y=f(x)的图象与直线y=1恰有两个交点,求a的取值范围.
分析:(1)对函数f(x)求导,根据导数大于0时原函数单调增,导数小于0时原函数单调减可得到答案.
(2)求出函数的极值点,根据图象可得答案.
解答:解:(1)因为f'(x)=x3+ax2-2a2x=x(x+2a)(x-a)
令f'(x)=0得x1=-2a,x2=0,x3=a
由a>0时,f'(x)在f'(x)=0根的左右的符号如下表所示
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所以f(x)的递增区间为(-2a,0)与(a,+∞)f(x)的递减区间为(-∞,-2a)与(0,a)
(2)由(1)得到f(x)极小值=f(-2a)=-
5
3
a4
f(x)极小值=f(a)=
7
12
a4

f(x)极大值=f(0)=a4
要使f(x)的图象与直线y=1恰有两个交点,如图示
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故只要-
5
3
a4<1<
7
12
a4
或a4<1,
a>
4
12
7
或0<a<1.
点评:本题主要考查函数的单调性与其导函数正负之间的关系,即当导数大于0时原函数单调递增,当导函数小于0时原函数单调递减.
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