已知函数f(x)=x^3+ax,如果当|x|<=3时,总有|f(x)|<=16成立,求实数a的取值范围
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对f(x)进行求导
f'(x)=3x²+a
对a分类讨论
因为
|x|<=3
所以x²≤9
故分3类
1/ a≥0
f'(x)≥0恒成立
f(x)单调递增
f(x)max=f(3)=27+3a≤16
无解
2/ a<-27
f'(x)≤0恒成立
f(x)单调递减
f(x)max=f(-3)=-27-3a≤16
无解
3/ -27≤a<0
令f'(x)≥0
x≥√(-a/3)或x≤-√(-a/3)
此时f(x)只可能在极大值或端点处取到最大值
故同时使f(-√(-a/3))≤16, f(3)≤16
前一个式子化简后得到-a*√-a≤24√3
√-a≤2√3 故a≥-12
由后一个式子解得a≤-11/3
此时f(x)只可能在极小值或端点处取到最小值
f(√(-a/3))≤16, f(-3)≤16
解得前者恒成立,后者解得a≥-43/3
综上-12≤a≤-11/3
f'(x)=3x²+a
对a分类讨论
因为
|x|<=3
所以x²≤9
故分3类
1/ a≥0
f'(x)≥0恒成立
f(x)单调递增
f(x)max=f(3)=27+3a≤16
无解
2/ a<-27
f'(x)≤0恒成立
f(x)单调递减
f(x)max=f(-3)=-27-3a≤16
无解
3/ -27≤a<0
令f'(x)≥0
x≥√(-a/3)或x≤-√(-a/3)
此时f(x)只可能在极大值或端点处取到最大值
故同时使f(-√(-a/3))≤16, f(3)≤16
前一个式子化简后得到-a*√-a≤24√3
√-a≤2√3 故a≥-12
由后一个式子解得a≤-11/3
此时f(x)只可能在极小值或端点处取到最小值
f(√(-a/3))≤16, f(-3)≤16
解得前者恒成立,后者解得a≥-43/3
综上-12≤a≤-11/3
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