一元三次函数 $f\left( x \right)$ 的三次项数为 $\dfrac{a}{3}$,$f'\left( x \right)+9x<0$ 的解集为 $\left( 1,2 \right)$.
【难度】
【出处】
2009年清华大学保送生试题(文科)
【标注】
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    微积分初步
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    导数的运算
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    函数
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    函数的图象与性质
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    函数的零点
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
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    利用导数研究函数的单调性
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    微积分初步
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    三次函数的图象与性质
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    三次函数的单调性
  1. 若 ${f}'\left( x \right)+7a=0$ 有两个相等实根,求 ${f}'\left( x \right)$ 的解析式;
    标注
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      微积分初步
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      导数的运算
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      函数的零点
    答案
    ${f}'\left( x \right)=3{{x}^{2}}-18x+6$
    解析
    设 $f\left( x \right)=\dfrac{a}{3}{{x}^{3}}+b{{x}^{2}}+cx+d$,则$${f}'\left( x \right)=a{{x}^{2}}+2bx+c,$$因此$${f}'\left( x \right)+9x=a{{x}^{2}}+\left( 2b+9 \right)x+c,$$结合题意知,$x=1$ 和 $x=2$ 是方程 $a{{x}^{2}}+\left( 2b+9 \right)x+c=0$ 的两根.
    因此$$\begin{cases}a>0,\\2b=-3a-9,\\c=2a.\end{cases}$$由题意得 $a{{x}^{2}}+2bx+c+7a=0$ 有两个相等的实数根,因此其判别式$$\Delta=4b^2-4a(c+7a)=0,$$解得 $a=3$ 或 $a=-1$(舍去),所以$$b=-9,c=6.$$因此 ${f}'\left( x \right)=3{{x}^{2}}-18x+6$.
  2. 若 $f\left( x \right)$ 在 $\mathbb{R}$ 上单调递减,求 $a$ 的范围.
    标注
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    答案
    $\left[ -27-18\sqrt{2},-27+18\sqrt{2} \right]$
    解析
    因为 $f\left( x \right)$ 在 $\mathbb{R}$ 上单调递减,所以 ${f}'\left( x \right)$ 在 $\mathbb{R}$ 上恒有$${f}'\left( x \right)\leqslant 0,$$于是$$\begin{cases}a<0, \\ \Delta \leqslant 0, \end{cases}$$即$$\begin{cases}a<0, \\ {{a}^{2}}+54a+81\leqslant 0 ,\end{cases}$$解得$$-27-18\sqrt{2}\leqslant a\leqslant -27+18\sqrt{2}.$$
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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