已知函数 $f\left(x\right) = 3a{x^4} - 2\left(3a + 1\right){x^2} + 4x$.
【难度】
【出处】
2010年高考大纲全国I卷(文)
【标注】
  1. 当 $a = \dfrac{1}{6}$ 时,求 $f\left(x\right)$ 的极值;
    标注
    答案
    $f\left(x\right)$ 的极小值是 $f\left( - 2\right) = - 12$.
    解析
    由题意知\[ f'\left( x \right) = 4\left( {x - 1} \right)\left( {3a{x^2} + 3ax - 1} \right),\]当 $a = \dfrac{1}{6}$ 时,可得\[ f'\left( x \right) = 2\left(x + 2\right){\left(x - 1\right)^2}, \]所以 $f\left(x\right)$ 在 $\left( - \infty , - 2\right)$ 内单调递减,在 $\left( - { 2 }, + \infty \right)$ 内单调递增,
    从而当 $x = - 2$ 时,$f\left(x\right)$ 有极小值.
    故 $f\left(x\right)$ 的极小值是\[f\left( - 2\right) = - 12.\]
  2. 若 $f\left(x\right)$ 在 $\left( { - 1,1} \right)$ 上是增函数,求 $a$ 的取值范围.
    标注
    答案
    $a $ 的取值范围为 $ \left[-\dfrac 4 3 ,\dfrac 1 6 \right]$.
    解析
    在 $\left( { - 1,1} \right)$ 上,$f\left(x\right)$ 是增函数,当且仅当\[ f'\left( x \right) = 4\left( {x - 1} \right)\left( {3a{x^2} + 3ax - 1} \right) \geqslant 0,\]即\[ {3a{x^2} + 3ax - 1} \leqslant 0 . \quad \cdots \cdots ① \]1)当 $a=0 $ 时,$ ① $ 恒成立;
    2)当 $a>0 $ 时,若要 $ ① $ 成立,则需\[3a \cdot 1^2 +3a \cdot 1 -1 \leqslant 0 ,\]解得\[ a \leqslant \dfrac 1 6 ;\]3)当 $a < 0 $ 时,若要 $ ① $ 成立,则需\[3a \left(x+\dfrac 1 2 \right)^2\leqslant \dfrac {3a} 4 +1 ,\]恒成立,只须\[\dfrac {3a} 4 +1\geqslant 0,\]解得\[ a \geqslant -\dfrac 4 3. \]综上,$a $ 的取值范围为 $ \left[-\dfrac 4 3 ,\dfrac 1 6 \right]$.
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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