设函数f(x)=1/3x3−(1+a)x2+4ax+24a,其中常数a>1. (1)讨论f(x)的单调性; (2)若当x≥0时,f(x)>0恒成立,求a的取值范围.

问题描述:

设函数f(x)=

1
3
x3−(1+a)x2+4ax+24a,其中常数a>1.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若当x≥0时,f(x)>0恒成立,求a的取值范围.

(1)f′(x)=x2-2(1+a)x+4a=(x-2)(x-2a),(2分)
由已知a>1,∴2a>2,∴令f′(x)>0,解得x>2a或x<2,
令f′(x)<0,解得2<x<2a,(5分)
故当a>1时,f(x)在区间(-∞,2)和(2a,+∞)上是增函数,在区间(2,2a)上是减函数.(6分)
(2)由(1)知,当x≥0时,f(x)在x=2a或x=0处取得最小值.(7分)
f(2a)=

1
3
(2a)3−(1+a)(2a)2+4a•2a+24a=
4
3
a3+4a2+24a=−
4
3
a(a−6)(a+3)
,f(0)=24a.(9分)
a>1
f(2a)>0
f(0)>0
a>1
4
3
a(a+3)(a−6)>0
24a>0
解得1<a<6,
故a的取值范围是(1,6).(14分)