已知函数 $f(x)=x^3+ax^2+b$($a,b\in\mathbb R$).
【难度】
【出处】
无
【标注】
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试讨论 $f(x)$ 的单调性;标注答案
情形1 当 $a=0$ 时,$f(x)$ 在 $\mathbb R$ 上单调递增;情形2 当 $a<0$ 时,$f(x)$ 在 $(-\infty,0)$ 和 $\left(-\dfrac {2a}3,+\infty\right)$ 上单调递增,在 $\left(0,-\dfrac{2a}3\right)$ 上单调递减;情形3 当 $a>0$ 时,$f(x)$ 在 $\left(-\infty,-\dfrac{2a}3\right)$ 和 $(0,+\infty)$ 上单调递增,在 $\left(-\dfrac{2a}3,0\right)$ 上单调递减解析根据已知有 $f(x)$ 的导函数$$f'(x)=3x^2+2ax,$$于是情形1 当 $a=0$ 时,$f(x)$ 在 $\mathbb R$ 上单调递增;情形2 当 $a<0$ 时,$f(x)$ 在 $(-\infty,0)$ 和 $\left(-\dfrac {2a}3,+\infty\right)$ 上单调递增,在 $\left(0,-\dfrac{2a}3\right)$ 上单调递减;情形3 当 $a>0$ 时,$f(x)$ 在 $\left(-\infty,-\dfrac{2a}3\right)$ 和 $(0,+\infty)$ 上单调递增,在 $\left(-\dfrac{2a}3,0\right)$ 上单调递减. -
若 $b=c-a$(实数 $c$ 是与 $a$ 无关的常数),当函数 $f(x)$ 有三个不同的零点时,$a$ 的取值范围恰好是 $\left(-\infty,-3\right)\cup\left(1,\dfrac 32\right)\cup\left(\dfrac 32,+\infty\right)$,求 $c$ 的值.标注答案$c$ 的值为 $1$解析函数 $f(x)$ 有三个不同零点等价于 $f(x)$ 的极大值与极小值异号,即$$f(0)\cdot f\left(-\dfrac{2a}3\right)<0,$$也即$$(c-a)\left(\dfrac{4}{27}a^3+c-a\right)<0,$$整理得$$(a-c)\left(a^3-\dfrac{27}4a+\dfrac {27}4c\right)>0.$$该不等式的解集为 $\left(-\infty,-3\right)\cup\left(1,\dfrac 32\right)\cup\left(\dfrac 32,+\infty\right)$,于是对应的四次不等式为$$(a+3)(a-1)\left(a-\dfrac 32\right)^2>0,$$对比系数解得 $c=1$,因此所求的 $c$ 的值为 $1$.
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