题目内容

已知函数f(x)=-x3+ax-4(a∈R).
(1)若a=2,求f(x)在[-1,1]上的最小值;
(2)若存在x0∈(0,+∞),使f(x0)>0,求a的取值范围.
分析:(1)把a=2代入函数解析式,求导后求出导函数的零点,由零点对[-1,1]分段后分析单调性,并求出极值,和端点值比较后得f(x)在[-1,1]上的最小值;
(2)求出原函数的导函数,分a小于等于0和a大于0进行讨论,当a大于0时求出原函数在(0,+∞)上的最大值,由最大值大于0求得a的取值范围.
解答:解:(1)当a=2时,f(x)=-x3+2x2-4,f′(x)=-3x2+4x.
令f′(x)=0,得x1=0,x2=
4
3

当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
x -1 (-1,0) 0 (0,1) 1
f′(x) -7 - 0 + 1
f(x) -1 -4 -3
∴当x∈[-1,1]时,f(x)最小值为f(0)=-4;  
(2)∵f(x)=-3x(x-
2a
3
)

①若a≤0,当x>0时,f′(x)<0,∴f(x)在(0,+∞)上单调递减.
又f(0)=-4,则当x>0时,f(x)<-4.
∴当a≤0时,不存在x0∈(0,+∞),使f(x0)>0;
②若a>0,则当0<x<
2a
3
时,f′(x)>0,∴f(x)在(0,
2a
3
)
上单调递增;
x>
2a
3
时,f′(x)<0,∴f(x)在在(
2a
3
,+∞)
上单调递减.
∴当x∈(0,+∞)时,fmax(x)=f(
2a
3
)=-
8a3
27
+
4a3
9
-4=
4a3
27
-4

根据题意,得
4a3
27
-4>0
,∴a>3.
综上,a的取值范围是(3,+∞).
点评:本题考查了利用导数求函数在闭区间上的最值,考查了数学转化思想方法,解答的关键在于把存在x0∈(0,+∞),使f(x0)>0转化为函数在区间上的最大值大于0求解,是有一定难度题目.
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