设函数 $f(x)=ax^3+3bx$($a<0,b>0$),当 $x\in [0,1]$ 时,有 $f(x)\in [0,1]$,则 $b$ 的最大值是 .
【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
$\dfrac{\sqrt 3}2$
【解析】
函数 $f(x)$ 的零点为 $x=0$ 和 $x=\sqrt{\dfrac{3b}{-a}}$,极大值点为 $x=\sqrt{\dfrac{b}{-a}}$,极大值为 $2b\sqrt{\dfrac{b}{-a}}$.按极大值点 $\sqrt {-\dfrac ba}$ 与 $1$ 的大小关系进行分类讨论:
情形一 $\sqrt {-\dfrac ba}\geqslant 1$,即 $a+b\geqslant 0$ 时,有 $f(1)=a+3b\leqslant 1$,此时 $b\leqslant \dfrac 12$;
情形二 $\sqrt {-\dfrac ba}<1$,即 $a<-b$ 时,有 $2b\sqrt{\dfrac {b}{-a}}\leqslant 1$ 且 $f(1)=a+3b\geqslant 0$,整理得 $a\leqslant -4b^{3}$ 且 $a\geqslant -3b$,从而有 $-3b\leqslant -4b^3$,又 $b>0$,解得 $b\leqslant \dfrac {\sqrt 3}{2}$.当 $a=-\dfrac 32\sqrt 3$,$b=\dfrac{\sqrt 3}{2}$ 时取到等号.
题目
答案
解析
备注