题目
已知函数 .
(1)
讨论函数 的单调性;
(2)
若函数 只有一个零点,求 的取值范围.
答案: 依题意得 f′(x)=x2−a , ①若 a≤0 ,则 f′(x)≥0 ,函数 f(x) 在区间 (−∞,+∞) 上单调递增; ②若 a>0 时,由 f′(x)>0 得 x<−a 或 x>a ,由 f′(x)<0 得 −a<x<a , 可知函数 f(x) 在 (−∞,−a) , (a,+∞) 上单调递增,在 (−a,a) 上单调递减.
由(1)可知, 当 a≤0 时, f(x) 在 (−∞,+∞) 上单调递增, 又 x→−∞ 时, f(x)→−∞ ; x→+∞ 时, f(x)→+∞ , 此时函数 f(x) 仅有1个零点,满足条件. 若 a>0 时,由(1)可知, f(x) 在 x=−a 时取极大值,在 x=a 时 f(x) 取极小值. 又 x→−∞ 时, f(x)→−∞ ; x→+∞ 时, f(x)→+∞ , 因为函数 f(x) 只有一个零点, 所以 f(x)极大值=f(−a)<0 或 f(x)极小值=f(a)>0 , 即 −13(a)3+aa+2a<0 或 13(a)3−aa+2a>0 , 解得 0<a<9 . 综上所述, a 的取值范围是 (−∞,9) .