题目内容

已知函数f(x)=
1
3
x3+
1
2
ax2-2a2x

(Ⅰ)当a=1时,求函数f(x)的极值点;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间.
分析:(Ⅰ)求出导函数,令导数值为0,求出x的值,代入验证极值点左右两边的导数符号是否相反.
(Ⅱ)令导函数等于0求出根,通过讨论a的范围确定出两个根的大小,将f'(x)与f(x)的变化规律列表,即可得到函数的单调区间.
解答:解:(Ⅰ)当a=1时,f(x)=
1
3
x3+
1
2
x2-2x

所以f'(x)=x2+x-2,
令f'(x)=0得,x1=-2,x2=1,
f'(x)与f(x)变化规律如下表:
x (-∞,-2) -2 (-2,1) 1 (1,+∞)
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) 极大值 极小值
所以函数f(x)的极大值点为-2,极小值点为1.
(Ⅱ)f'(x)=x2+ax-2a2
令f'(x)=0,得x1=-2a,x2=a.
(1)当a=0时,f'(x)=x2≥0,f(x)在的单调递增区间为(-∞,+∞)
(2)当a>0时,f'(x)与f(x)变化规律如下表:
x (-∞,-2a) -2a (-2a,a) a (a,+∞)
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) 极大值 极小值
所以f(x)的增区间是(-∞,-2a)和(a,+∞),减区间是(-2a,a)
(3)当a<0时,f'(x)与f(x)变化规律如下表:
x (-∞,a) a (a,-2a) -2a (-2a,+∞)
f'(x) + 0 - 0 +
f(x) 极大值 极小值
所以f(x)的增区间是(-∞,a)和(-2a,+∞),减区间是(a,-2a)
综上所述,当a=0时,f'(x)=x2≥0,f(x)在R上单调递增;
当a>0时,f(x)的增区间是(-∞,-2a)和(a,+∞),减区间是(-2a,a);
当a<0时,f(x)的增区间是(-∞,a)和(-2a,+∞),减区间是(a,-2a)
点评:利用导数求函数的极值问题,要注意极值点处的导数为0是函数有极值的必要不充分条件;利用导数判断函数的单调区间,导函数大于0求出单调递增区间;导函数小于0求出单调递减区间.
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