已知函数 $f(x)=-\dfrac 13x^3+x^2-ax$ 有三个零点 $0,x_1,x_2$,且 $x_1<x_2$.若对任意的 $x\in [x_1,x_2]$,$f(x)>f(1)$ 恒成立,求实数 $a$ 的取值范围.
【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零点
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    三次函数的图象与性质
    >
    三次函数的对称性
【答案】
$\left(\dfrac 23,\dfrac 34\right)$
【解析】
根据题意,有\[f(x)=-\dfrac 13x\left(x^2-3x+3a\right).\]设 $g(x)=x^2-3x+3a$,则当其判别式\[\Delta=9-12a>0\]时,函数 $f(x)$ 有 $3$ 个零点,解得 $a<\dfrac 34$.
考虑到函数 $f(x)$ 关于 $(1,f(1))$ 对称,于是不等式 $f(x)>f(1)$ 的解集为\[(-\infty,2-m)\cup (1,m),\]其中$$m>1 , f(m)=f(1).$$根据题意,区间 $[x_1,x_2]$ 是其子集,因此$$1<x_1<x_2,$$继而 $f(1)<0$ 即可,也即 $g(1)>0$,得到$$3a-2>0,$$解得 $a>\dfrac 23$.
综上所述,实数 $a$ 的取值范围是 $\left(\dfrac 23,\dfrac 34\right)$.
答案 解析 备注
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