已知函数f(x)=ax3-4x+4(a∈R)在x=2取得极值.(Ⅰ)确定a的值并求函数的单调区间;(Ⅱ)若关于x的方程f(x)=b至多有两个零点,求实数b的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=ax3-4x+4(a∈R)在x=2取得极值.
(Ⅰ)确定a的值并求函数的单调区间;
(Ⅱ)若关于x的方程f(x)=b至多有两个零点,求实数b的取值范围.

(Ⅰ)因为f(x)=ax3-4x+4(a∈R),所以f′(x)=3ax2-4
因为函数f(x)在x=2时有极值,所以f′(2)=0,即3×4a-4=0
得  a=

1
3
,经检验符合题意,所以f(x)=
1
3
x3−4x+4
所以f′(x)=x2-4=(x+2)(x-2)
令,f′(x)=0得,x=2,或x=-2,当x变化时f′(x),f(x)变化如下表:
x (-∞,-2) -2 (-2,2) 2 (2,+∞)
f′(x) + 0 - 0 +
f(x) 单调递增↗ 极大值 单调递减↘ 极小值 单调递增↗
所以f(x)的单调增区间为(-∞,-2),(2,+∞);f(x)的单调减区间为(-2,2).
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当x=-2时,f(x)有极大值,并且极大值为f(−2)=
28
3

当x=2时,f(x)有极小值,并且极小值为f(2)=−
4
3

要使关于x的方程f(x)=b至多有两个零点,则b的取值范围为(−∞,−
4
3
]∪[
28
3
,+∞)

答案解析:(Ⅰ)先求导函数,根据函数f(x)在x=2时有极值,可得f′(2)=0,从而可求出a的值,由导数的正负可确定函数的单调区间;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,极大值为f(−2)=
28
3
,极小值为f(2)=−
4
3
,要使关于x的方程f(x)=b至多有两个零点,则b在两极值之外即可.
考试点:利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件.

知识点:本题以函数的极值为载体,考查函数解析式的求解,考查利用导数求函数的单调区间,考查函数的极值的求解,综合性强.