已知函数f（x）=ax3+x2-ax，其中常数a∈R，x∈R．（1）若函数f（x）在区间（1，2）上不是单调函数，试求a的取值范围；（2）如果存在a∈（-∞，-1]，使函数h（x）=f（x）+f′（x），x∈[-1，b]（b

Question

已知函数f（x）=ax³+x²-ax，其中常数a∈R，x∈R．
（1）若函数f（x）在区间（1，2）上不是单调函数，试求a的取值范围；
（2）如果存在a∈（-∞，-1]，使函数h（x）=f（x）+f′（x），x∈[-1，b]（b＞-1），在x=-1处取得最小值，试求b的最大值．

Answer 1

（1）由f′（x）=3ax²+2x-a=0，
得a＝−(2x)/(3x2−1)，
令y＝−(2x)/(3x2−1)，
则y′＝(6x2+2)/((3x2−1)2)＞0，
所以y＝−(2x)/(3x2−1)在区间（1，2）上递增，其值域为(−1，−(4)/(11))，
所以a的范围是(−1，−(4)/(11))．
（2）h（x）=ax³+（3a+1）x²+（2-a）x-a，
据题知，h（x）≥h（-1）在区间[-1，b]上恒成立，
即：（x+1）（ax²+（2a+1）x+（1-3a））≥0…①
当x=-1时，不等式①成立；
当-1＜x≤b时，不等式①可化为ax²+（2a+1）x+（1-3a）≥0…②
令ϕ（x）=ax²+（2a+1）x+（1-3a），
由a∈（-∞，-1]知其图象是开口向下的抛物线，
故它在闭区间的最小值必在区间端点处取得．
又ϕ（-1）=-4a＞0，故不等式②成立的充要条件是ϕ（b）≥0，
整理得：(b2+2b−3)/(b+1)≤−(1)/(a)在a∈（-∞，-1]上有解，
所以(b2+2b−3)/(b+1)≤(−(1)/(a))max＝1，
解得−1＜b≤(−1+√(17))/(2)，
所以b的最大值为(−1+√(17))/(2)．