已知函数f(x)=1/3ax3−x2+2,x∈R. (Ⅰ)若a=3,求曲线y=f(x)在点x=2处的切线方程; (Ⅱ)若对任意的x∈[-1,2],都有f(x)>0恒成立,求a的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=

1
3
ax3x2+2,x∈R.
(Ⅰ)若a=3,求曲线y=f(x)在点x=2处的切线方程;
(Ⅱ)若对任意的x∈[-1,2],都有f(x)>0恒成立,求a的取值范围.

(Ⅰ)a=3时,f(x)=x3-x2+2,f(2)=6,f'(x)=3x2-2x,f'(2)=8,
∴切线方程为:y=8x-10
(Ⅱ)f'(x)=x(ax-2),
(1)a=0时,f'(x)=-2x,f(2)=-2<0,不符合题意,所以a≠0;
(2)f'(x)=x(ax-2)=0,x=0或

2
a

0<
2
a
≤2
,即a≥1时,
x -1 (-1,0) 0 (0,
2
a
)
2
a
(
2
a
,2)
2
f'(x) + 0 _ 0 +
f(x)
3−a
3
极大值2 极小值
2(3a2−2)
3a2
2(4a−3)
3
由a≥1得,f(
2
a
)=
2(3a2−2)
3a2
>0

∴只需f(−1)=
3−a
3
>0
f(2)=
2(4a−3)
3
>0
,解得1≤a<3
(3)
2
a
>2
,即0<a<1时,
x -1 (-1,0) 0 (0,2) 2
f'(x) + 0 _
f(x)
3−a
3
极大值2
2(4a−3)
3
0<a<1时,f(−1)=
3−a
3
>0
,只需f(2)=
2(4a−3)
3
>0
,解得
3
4
<a<1

(4)a<0时,f(2)=
2(4a−3)
3
<0
,不符合题意.
综上,
3
4
<a<3