若对任意 $x\in [-2,1]$ 均有 $ax^3-x^2+4x+3\geqslant 0$,则 $a$ 的取值范围是 
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    利用导数研究函数的性质
    >
    利用导数研究函数的最值
  • 题型
    >
    不等式
    >
    恒成立与存在性问题
  • 方法
    >
    代数处理
    >
    半分离变量法
【答案】
$[-6,-2]$
【解析】
设 $f(x)=ax^3-x^2+4x+3$,则由$$\begin{cases} f(-2)=-8a-9\geqslant 0,\\ f(1)=a+6\geqslant 0,\end{cases}$$解得 $-6\leqslant a\leqslant -\dfrac 98$.考虑函数 $f(x)$ 的导函数$$f'(x)=3ax^2-2x+4,$$可得 $f'(x)$ 在区间 $[-2,1]$ 上存在两个不同零点,因此只需要这两个极值点处满足不等式即符合题意.记极值点为 $m$,则$$3am^2-2m+4=0,$$于是$$3f(m)=3am^3-3m^2+12m+9=(2m^2-4m)-3m^2+12m+9 =(9-m)(m+1),$$因此只需要 $m\geqslant -1$,也即 $f'(-1)=3a+6\leqslant 0$,从而 $a\leqslant -2$.
综上所述,$a$ 的取值范围是 $[-6,-2]$.
题目 答案 解析 备注
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