已知函数 $f(x)=\dfrac{1}{3}x^{3}-\dfrac{1}{2}ax^{2}$,$a\in\mathbb R$.
【难度】
【出处】
2017年高考山东卷(文)
【标注】
  1. 当 $a=2$ 时,求曲线 $y=f(x)$ 在点 $(3,f(3))$ 处的切线方程;
    标注
    答案
    $y=3x-9$
    解析
    当 $a=2$ 时,函数 $f(x)=\dfrac 13x^3-x^2$,其导函数\[f'(x)=x^2-2x,\]因此 $f(3)=0$,$f'(3)=3$,得到对应的切线方程为 $y=3x-9$.
  2. 设函数 $g(x)=f(x)+(x-a)\cos x-\sin x$,讨论 $g(x)$ 的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值.
    标注
    答案
    $a<0$.此时函数 $g(x)$ 在 $(-\infty,a)$ 上单调递增,在 $(a,0)$ 上单调递减,在 $(0,+\infty)$ 上单调递增,在 $x=a$ 处取得极大值 $g(a)=-\dfrac 16a^3-\sin a$,在 $x=0$ 处取得极小值 $g(0)=-a$.
    $a=0$.此时函数 $g(x)$ 在 $\mathbb R$ 上单调递增,没有极值.
    $a>0$.此时函数 $g(x)$ 在 $(-\infty,0)$ 上单调递增,在 $(0,a)$ 上单调递减,在 $(a,+\infty)$ 上单调递增,在 $x=0$ 处取得极大值 $g(0)=-a$,在 $x=a$ 处取得极小值 $g(a)=-\dfrac 16a^3-\sin a$.
    解析
    函数 $g(x)=\dfrac 13x^3-\dfrac 12ax^2+(x-a)\cos x-\sin x$,其导函数\[g'(x)=(x-a)(x-\sin x).\]考虑到函数 $y=x-\sin x$ 是 $\mathbb R$ 上单调递增函数,且有唯一零点 $x=0$,因此得到讨论分界点 $a=0$.
    情形一:$a<0$.此时函数 $g(x)$ 在 $(-\infty,a)$ 上单调递增,在 $(a,0)$ 上单调递减,在 $(0,+\infty)$ 上单调递增,在 $x=a$ 处取得极大值$g(a)=-\dfrac 16a^3-\sin a$,在 $x=0$ 处取得极小值$g(0)=-a$.
    情形二:$a=0$.此时函数 $g(x)$ 在 $\mathbb R$ 上单调递增,没有极值.
    情形三:$a>0$.此时函数 $g(x)$ 在 $(-\infty,0)$ 上单调递增,在 $(0,a)$ 上单调递减,在 $(a,+\infty)$ 上单调递增,在 $x=0$ 处取得极大值$g(0)=-a$,在 $x=a$ 处取得极小值$g(a)=-\dfrac 16a^3-\sin a$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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