已知函数f(x)=ax^3+X^2-2X+1(a不等于0)在(0,1)上单调递增,求a的范围

2024-12-02 19:47:56
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回答1:

已知函数f(x)=ax^3+X^2-2X+1(a不等于0)在(0,1)上单调递增,求a的范围
解析:∵函数f(x)=ax^3+X^2-2X+1
函数f‘(x)=3ax^2+2x-2=3a(x+1/(3a))^2-(1+6a)/(3a)=0==>x1=(-2-√(4+24a))/(6a),x2=(-2+√(4+24a))/(6a)
当a<=-1/6时,f’(x)<0,函数f(x)单调减;
当-1/6F’(x)为开口向下的抛物线,x1>=x2,函数f(x)在x=x1处取极大值,在x=x2处取极小值;
若要在区间(0,1)上单调增
需使x2=0,则a=0,与已知a≠0矛盾;
或使x1>=1,即√(4+24a)<=-(6a+2)==>3a^2-a>=0==>a<0或a>=1/3(舍)

当a>0时
F’(x)为开口向上的抛物线,x1<=x2,函数f(x)在x=x1处取极大值,在x=x2处取极小值;
若要在区间(0,1)上单调增
需使x2=0,则a=0,与已知a≠0矛盾;
或使x1>=1,即-√(4+24a)>=6a+2,显然无解

综上,当a≠0时,不能保证在区间(0,1)上单调增

回答2:

f(x)导数=3ax²+2x-2
在(0,1)上递增,导数大于0。
即x取(0,1)时,3ax²+2x-2>0
即a>(2-2x)/(3x²)=2/3(1/x²-1/x+1/4)-1/6=2/3(1/x-1/2)²-1/6
x取(0,1)1/x取(1,+∞),显然a>0.
不知对不对

回答3:

解:
f'(x)=3ax²+2x-2=3a[x+1/(3a)]²-1/(3a)-2
∵原函数在(0,1)上单调递增
∴f'(x)在(0,1)上满足f'(x)>0
3a[x+1/(3a)]²>(6a+1)/(3a)
当a>0时,有
[x+1/(3a)]²>(6a+1)/(3a)²
x+1/(3a)<-(6a+1)^0.5/(3a)或x+1/(3a)>(6a+1)^0.5/(3a)
x<-[(6a+1)^0.5+1]/(3a)或x>[(6a+1)^0.5-1]/(3a)
由题意:(0,1)为上区间的子集,即
-[(6a+1)^0.5+1]/(3a)≥1或[(6a+1)^0.5-1]/(3a)≤0
显然[(6a+1)^0.5±1]/(3a)>0,上不等式无解
∴a>0时不满足题意
当a<0时,有
[x+1/(3a)]²<(6a+1)/(3a)²
(6a+1)^0.5/(3a)<x+1/(3a)<-(6a+1)^0.5/(3a),其中6a+1>0,a>-1/6
[(6a+1)^0.5-1]/(3a)<x<-[(6a+1)^0.5+1]/(3a)
由题意:(0,1)为上区间的子集,即
[(6a+1)^0.5-1]/(3a)≤0且-[(6a+1)^0.5+1]/(3a)≥1
前一项恒成立,只需解后一项
(6a+1)^0.5≥-3a-1
当-1/3≤a<0时,有-3a-1≤0
而(6a+1)^0.5>0,上式恒成立,满足题意
当-1/6<a<-1/3时,有
6a+1≥9a²+6a+1
a²≤0无解
∴综上,a的范围为[-1/3,0)