已知函数f(x)=3x3−ax2+x−5f(x)=3x^{3}-ax^{2}+x-5在区间[1,2][1,2]上单调递增,则aa的取值范围是()()
A. (−∞,5](-∞,5]
B. (−∞,5)(-∞,5)
C. (−∞,374](-∞, \dfrac {37}{4}]
D. (−∞,3](-∞,3]

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

1. 对函数 $f(x)$ 进行求导

已知函数为 f(x)=3x3−ax2+x−5f(x) = 3x^3 - ax^2 + x - 5,对其求导得:
f′(x)=9x2−2ax+1f'(x) = 9x^2 - 2ax + 1

2. 利用单调性与导数的关系转化为恒成立问题

因为 f(x)f(x) 在区间 [1,2][1, 2] 上单调递增,所以在该区间上其导数恒大于或等于 00,即:
f′(x)=9x2−2ax+1≥0对 x∈[1,2] 恒成立f'(x) = 9x^2 - 2ax + 1 \ge 0 \quad \text{对 } x \in [1, 2] \text{ 恒成立}

3. 分离参数 $a$,转化为求函数最值问题

因为 x∈[1,2]x \in [1, 2],所以 x>0x > 0,可将不等式变形为:
2ax≤9x2+1  ⟹  a≤9x2+12x2ax \le 9x^2 + 1 \implies a \le \frac{9x^2 + 1}{2x}
设 g(x)=9x2+12x=92x+12xg(x) = \frac{9x^2 + 1}{2x} = \frac{9}{2}x + \frac{1}{2x},则要使不等式在 [1,2][1, 2] 上恒成立,只需:
a≤g(x)min⁡(x∈[1,2])a \le g(x)_{\min} \quad (x \in [1, 2])

4. 求出新函数在区间上的最小值并得出 $a$ 的取值范围

利用对勾函数的性质可知,函数 g(x)=92x+12xg(x) = \frac{9}{2}x + \frac{1}{2x} 在区间 [13,+∞)\left[\frac{1}{3}, +\infty\right) 上单调递增。
由于 [1,2]⊆[13,+∞)[1, 2] \subseteq \left[\frac{1}{3}, +\infty\right),所以 g(x)g(x) 在 [1,2][1, 2] 上也是单调递增的。
因此,当 x=1x = 1 时,g(x)g(x) 取得最小值,最小值为:
g(1)=9(1)2+12(1)=5g(1) = \frac{9(1)^2 + 1}{2(1)} = 5
所以有 a≤5a \le 5,即 aa 的取值范围是 (−∞,5](-\infty, 5]。
对照选项,A符合题意。

答案

A

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1对于函数f(x)=x2+2xf(x)=x^{2}+2x,在使f(x)⩾Mf(x)\geqslant M成立的所有实数MM中,我们把MM的最大值Mmax=−1M_{max}=-1叫做函数f(x)=x2+2xf(x)=x^{2}+2x的下确界,则对于a∈Ra∈R,…
  2. 2已知函数y=f(x)y=f(x)是定义在RR上的偶函数,且在区间[0,+∞)[0,+\infty)上单调递增,若实数mm满足f(log⁡3m)⩾f(1)f({{\log}_{3}}m)\geqslant f(1),则mm的取值范围为___.
  3. 3函数y=22sin⁡x−1y=\dfrac{2}{2\sin x-1}的值域是()(\quad) A. [−23,2]\left[-\dfrac{2}{3},2\right] B. (−∞,−23]∪[2,+∞)\left(-∞,-\dfrac{2}{3}\right]∪[2,+∞) …
  4. 4下列函数是偶函数的是()() A. y=2x2−3y=2x^{2}-3 B. y=x3y=x^{3} C. y=x2y=x^{2},x∈[0,1]x∈[0,1] D. y=xy=x
  5. 5下列命题为真命题的是()(\quad) A. ∃x0∈R\text{∃} x_{0}\in R,x02+4x0+6⩽0x_{0}^{2}\text{+}4x_{0}+6\leqslant 0 B. 正切函数y=tan⁡xy=\tan x的定义域为RR…