Question

已知實(shí)數(shù)a≠0，函數(shù)f（x）=ax（x-2）²（x∈R）．
（Ⅰ）若f（x）的圖象在點(diǎn)（1，f（1））處的切線與直線27x+y-8=0平行，求函數(shù)f（x）的極值；
（Ⅱ）若對(duì)任意x∈[-2，1]，不等式f(x)＜

16

9

恒成立，求實(shí)數(shù)a的取值范圍．

Answer 1

（Ⅰ）∵f（x）=ax（x-2）²=ax³-4ax²+4ax，
∴f′(x)=3ax2-8ax+4a=3a(x-

2

3

)(x-2)．
∴f′（1）=-a=-27，得a=27
∴f（x）=27x（x-2）²（x∈R）（2分）
令fn（x）=0得(x-

2

3

)(x-2)=0，
∴x=

2

3

或x=2．
又函數(shù)f（x）在(-∞，

2

3

)上為增函數(shù)，
在(

2

3

，2)上為減函數(shù)，
在（2，+∞）上為增函數(shù)． （4分）
∴f（x）在x=

2

3

時(shí)取得極大值，f(

2

3

)=32．
在x=2時(shí)取得極小值f（2）=0；（6分）
（Ⅱ）由f′(x)=3a(x-

2

3

)(x-2)，知
當(dāng)a＞0時(shí)，函數(shù)f（x）在[-2，

2

3

]上是增函數(shù)，
在[

2

3

，1]上是減函數(shù)．
此時(shí)，ymax=f(

2

3

)=

32

27

a．
又對(duì)?x∈[-2，1]，不等式f(x)＜

16

9

恒成立．
∴

32

27

a＜

16

9

，得a＜

3

2

，
∴0＜a＜

3

2

． （9分）
當(dāng)a＜0時(shí)，函數(shù)f（x）在[-2，

2

3

]上是減函數(shù)，
在[

2

3

，1]上是增函數(shù)．
又f（-2）=-32a，f（1）=a，此時(shí)，y_max=f（-2）=-32a．
又對(duì)?x∈[-2，1]，不等式f(x)＜

16

9

恒成立．
∴-32a＜

16

9

得a＞-

1

18

，∴-

1

18

＜a＜0．
故所求實(shí)數(shù)的取值范圍是(-

1

18

，0)∪(0，

3

2

)． （12分）