答:
(1)f(x)=x³+(1-a)x²-a(a+2)x+b
在(-1,1)上不单调,说明导函数f'(x)在区间(-1,1)内存在零点。
求导:f'(x)=3x²+2(1-a)x-a²-2a
所以:f(-1)*f(1)=(3-2+2a-a²-2a)(3+2-2a-a²-2a)<0
即:(a²-1)(a²+4a-5)<0
所以:(a-1)(a+1)(a-1)(a+5)<0
所以:(a+1)(a+5)<0
所以:-5
(2)f(x)在区间(-1,1)上单调,则表明导函数f'(x)在区间(-1,1)上无零点。
抛物线f'(x)=3x²+2(1-a)x-a²-2a=(x-a)[3x+(a+2)] 开口向上,
零点x1=a,x2=-(a+2)/3
所以:两个零点不在区间(-1,1)之内
2.1)x1=a<=-1,x2=-(a+2)/3<=-1,无解;
2.2)x1=a<=-1,x2=-(a+2)/3>=1,解得:a<=-5;
2.3)x1=a>=1,x2=-(a+2)/3>=1,无解;
2.4)x1=a>=1,x2=-(a+2)/3<=-1,解得:a>=1
综上所述,a<=-5或者a<=1时,f(x)在区间(-1,1)上单调。
第一题:
解:
因为:f(x)在(-1,1)不单调,
所以:f(x)在(-1,1)内存在拐点。
即:在(-1,1)内,存在x使f'(x)=0。
f(x)=x³+(1-a)x²-a(a+2)x+b
f'(x)=3x²+2(1-a)x-a(a+2)
令:f'(x)=0,即:3x²+2(1-a)x-a(a+2)=0
x={2(a-1)±√{[2(1-a)]²-4×3×[-a(a+2)]}}/(2×3)
x=[2a-2±√(16a²+16a+4)]/6
x=[a-1±√(4a²+4a+1)]/3
x=[a-1±√(2a+1)²]/3
1、当a≥-1/2时:x=[a-1±(2a+1)]/3
解得:x1=a、x2=-(a+2)/3
因为:f(x)在(-1,1)上不单调,
所以,有-1<x1、x2<1
-1<a<1…………………………(1)
-1<-(a+2)/3<1…………………(2)
由(1)得:-1<a<1
由(2)有:-1<-a<5,解得:-5<a<1,
综合以上,再考虑a≥-1/2,有:-1/2≤a<1。
2、当a<-1/2时:x={a-1±[-(2a+1)]}/3
解得:x1=-(a+2)/3、x2=a
因为:f(x)在(-1,1)上不单调,
所以,有-1<x1、x2<1
-1<-(a+2)/3<1……………………(3)
-1<a<1……………………………(4)
由(3)得:-5<a<1
由(4)得:-1<a<1,
综合以上,再考虑a<-1/2,有:-1<a<-1/2。
3、综合上述1、2两种情形。
有:-1<a<1
故:a的取值范围是:a∈(-1,1)。
第二题,关于单调:
对于f(x),有:
当f'(x)>0时,f(x)是单调增函数;
当f'(x)<0时,f(x)是单调减函数。
仿照第一题的作法,只需使f'(x)=0的点在区间(-1,1)之外即可
即:x=[a-1±√(2a+1)²]/3
使|x|≥1即可。
具体做法,不再赘述,留给楼主做练习吧。
求导,f“x= 3x²+2(1-a)x-a(a+2)
若不单调,必定存在x使该导数等于0
即是3x²+2(1-a)x-a(a+2)=0 有解
若单调,则该导数恒大于0 或恒小于零
由此推断a的范围。如果还不懂 你再问吧