已知函数f(x)=1/3x3+1/2ax2+bx,a,b∈R,f'(x)是函数f(x)的导函数. (I)若b=a-1,求函数f(x)的单调递减区间; (II)若-1≤a≤1,-1≤b≤1,求方程f'(x)=0有实数根的概率.

已知函数f(x)=
1
3
x3+
1
2
ax2+bx
,a,b∈R,f'(x)是函数f(x)的导函数.
(I)若b=a-1,求函数f(x)的单调递减区间;
(II)若-1≤a≤1,-1≤b≤1,求方程f'(x)=0有实数根的概率.
数学人气:329 ℃时间:2019-08-20 06:18:16
优质解答
(I)由f(x)=
1
3
x3+
1
2
ax2+bx
,b=a-1得:
f'(x)=x2+ax+b=x2+ax+a-1=(x+1)(x+a-1)…(2分)
令f'(x)=0得x1=-1;x2=1-a…(3分)
①若-1<1-a,即a<2时,令 f'(x)<0解得-1<x<1-a
此时函数f(x)的减区间是(-1,1-a)…(5分)
②若-1>1-a,即a>2时,令 f'(x)<0解得1-a<x<-1,此时函数f(x)的减区间是(1-a,-1)…(7分)
③若-1=1-a,即a=2时,f'(x)=(x+1)2≥0,函数f(x)在R上单调递增,没有减区间…(8分)
(II)方程f'(x)=0,即x2+ax+b=0有实数根,则△≥0,即a2≥4b,…(10分)
若-1≤a≤1,-1≤b≤1,
方程f'(x)=0有实数根的条件是
−1≤a≤1
−1≤b≤1
a2≥4b
(※)…(11分)
满足不等式组的区域如图所示,条件(※)对应的图形区域的面积为:
S1
−11
[
a2
4
−(−1)]da=
−11
(
a2
4
+1)da
=(
a3
12
+a)
|1−1
=
13
6
…(13分)
而条件-1≤a≤1,-1≤b≤1的对应的面积为S=4,
所以,方程f'(x)=0有实数根的概率为P=
S1
S
13
24
…(14分)
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