题目内容

已知函数f(x)=x(x-a)2,g(x)=-x2+(a-1)x+a(其中a为常数).
(1)如果函数y=f(x)和y=g(x)有相同的极值点,求a的值;
(2)若方程f(x)=1恰有3个不同的根,求实数a的取值范围;
(3)设a>0,问是否存在x0∈(-1,
a3
)
,使得f(x0)>g(x0),若存在,请求出实数a的取值范围;若不存在,请说明理由.
分析:(1)对函数f(x)求导,由f'(x)=0,可得=a或
a
3
,而g(x)在x=
a-1
2
处有极大值,故可建立方程,即可求得结论;
(2)根据题意,方程f(x)-1=0恰有3个不同的根,比较极值点的大小,即可得到结论;
(3)假设存在,存在x∈(-1,
a
3
)
,使得使得f(x)-g(x)>0,由x∈(-1,
a
3
)
及a>0,可得x-a<0,从而使得x2+(1-a)x+1<0,结合二次函数的性质求解
解答:解:(1)f(x)=x(x-a)2=x3-2ax2+a2x,则f'(x)=3x2-4ax+a2=(3x-a)(x-a),
令f'(x)=0,得x=a或
a
3
,而g(x)在x=
a-1
2
处有极大值,
a-1
2
=a或
a-1
2
=
a
3

∴a=-1或a=3;
(2)根据题意,方程f(x)-1=0恰有3个不同的根
1°当
a
3
>a
即a<0时,f(x)在x=a处取得极大值,而f(a)=0,不符合题意,舍去;
2°当
a
3
=a
即a=0时,不符合题意,舍去;
3°当
a
3
<a
即a>0时,f(x)在x=
a
3
处取得极大值,f(
a
3
)>1,
∴a>
3
32
2

(3)假设存在,即存在x∈(-1,
a
3
)
,使得f(x)-g(x)=x(x-a)2-[-x2+(a-1)x+a]=x(x-a)2+(x-a)(x+1)=(x-a)[x2+(1-a)x+1]>0,
x∈(-1,
a
3
)
时,又a>0,故x-a<0,
则存在x∈(-1,
a
3
)
,使得x2+(1-a)x+1<0,
1°当
a-1
2
a
3
即a>3时,(
a
3
2+(1-a)×
a
3
+1<0得a>3或a<-
3
2
,∴a>3;
2°当-1≤
a-1
2
a
3
,即0<a≤3时,
4-(a-1)2
4
<0得a<-1或a>3,∴a无解;
综上:a>3.
点评:本题主要考查了导数在求解极值中的应用,解得本题不但要熟练掌握函数的导数的相关的知识,还要具备一定的逻辑推理的能力,属于中档题.
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