21.(本小题满分 14 分)
已知函数 $f(x)=\frac{1}{3} x^{3}+x^{2}+a x+1(a \in R)$
(1)求函数 $f(x)$ 的单调区间;
(2)当 $a<0$ 时,试讨论是否存在 $x_{0} \in\left(0, \frac{1}{2}\right) \cup\left(\frac{1}{2}, 1\right)$,使得 $f\left(x_{0}\right)=f\left(\frac{1}{2}\right)$
(本小题满分 14 分) 已知函数 f(x)= 1 3 x…——2014 高考数学第 19 题答案解析
2014_退役省自主命题 (2014·文)
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【解答】
解:(1)由 $f(x)=\frac{1}{3} x^{3}+x^{2}+a x+1$,求导得 $f^{\prime}(x)=x^{2}+2 x+a$,令 $f^{\prime}(x)=0$
即 $x^{2}+2 x+a=0, \Delta=4-4 a$,
①当 $\Delta \leq 0$,即 $a \geq 1$ 时,$f^{\prime}(x) \geq 0$ 恒成立,$f(x)$ 在 R 上单调递增;
②当 $\Delta>0$,即 $a<1$ 时,方程 $x^{2}+2 x+a=0$ 的两根分别为:
$x_{1}=-1+\sqrt{1-a}, \quad x_{2}=-1-\sqrt{1-a}$,
当 $x \in(-\infty,-1-\sqrt{1-a}), f^{\prime}(x)>0, f(x)$ 单调递增:
当 $x \in(-1-\sqrt{1-a},-1+\sqrt{1-a}), f^{\prime}(x)<0, f(x)$ 单调递减;
当 $x \in(-1+\sqrt{1-a},+\infty), f^{\prime}(x)>0, f(x)$ 单调递增。
(1)当 $a<0$ 时,由①,令 $x_{1}=-1+\sqrt{1-a}=1$,解得 $a=-3$.
(1)当 $a<-3$ 时, $1<-1+\sqrt{1-a}$,由①的讨论可知 $f(x)$ 在 $(0,1)$ 上单调递减,止 $x_{0} \in\left(0, \frac{1}{2}\right) \cup\left(\frac{1}{2}, 1\right)$,使得 $f\left(x_{0}\right)=f\left(\frac{1}{2}\right)$
(2)当 $-3-1+\sqrt{1-a}, f(x)$ 在 $(0,-1+\sqrt{1-a})$ 递减,在 $(-1+\sqrt{1-a} f(1)-f\left(\frac{1}{2}\right)=\frac{1}{2} a+\frac{25}{24}$,依题意,要 $f(x)$ 存在 $x_{0} \in\left(0, \frac{1}{2}\right) \cup\left(\frac{1}{2}, 1\right)$,使得 $f\left(x_{0}\right)$只需 $f(1)-f\left(\frac{1}{2}\right)=\frac{1}{2} a+\frac{25}{24}>0$,解得 $a>-\frac{25}{12}$,于是有 $-\frac{25}{12}