21.(12分)设 $a \in R$ ,函数 $f(x)=a x^{3}-3 x^{2}$ .
(I)若 $x=2$ 是函数 $y=f(x)$ 的极值点,求 $a$ 的值;
(II)若函数 $g(x)=f(x)+f^{\prime}(x), x \in[0,2]$ ,在 $x=0$ 处取得最大值,求 $a$ 的取值范围。
2008_旧全国 II 卷 (2008·文)
21.(12分)设 $a \in R$ ,函数 $f(x)=a x^{3}-3 x^{2}$ .
(I)若 $x=2$ 是函数 $y=f(x)$ 的极值点,求 $a$ 的值;
(II)若函数 $g(x)=f(x)+f^{\prime}(x), x \in[0,2]$ ,在 $x=0$ 处取得最大值,求 $a$ 的取值范围。
【考点】6C:函数在某点取得极值的条件;6D:利用导数研究函数的极值;6E :利用导数研究函数的最值.
【专题】16:压轴题.
【分析】(I)导函数在 $x=2$ 处为零求 $a$ ,是必要不充分条件故要注意检验
(II)利用最大值g(0)大于等于 $g(2)$ 求出 $a$ 的范围也是必要不充分条件注意检验
【解答】解:
( I )$f^{\prime}(x)=3 a x^{2}-6 x=3 x(a x-2)$ .
因为 $x=2$ 是函数 $y=f(x)$ 的极值点,所以 $f^{\prime}(2)=0$ ,即 $6(2 a-2)=0$ ,因此 $a=1$
经验证,当 $a=1$ 时,$x=2$ 是函数 $y=f(x)$ 的极值点.
(II)由题设, $\mathrm{g}(\mathrm{x})=\mathrm{ax}^{3}-3 \mathrm{x}^{2}+3 \mathrm{ax}^{2}-6 \mathrm{x}=\mathrm{ax}^{2}(\mathrm{x}+3)-3 \mathrm{x}(\mathrm{x}+2)$ .
当 $g(x)$ 在区间 $[0,2]$ 上的最大值为 $g(0)$ 时,$g(0) \geq g(2)$ ,即 $0 \geq 20 \mathrm{a}-24$ 。
故得 $a \leqslant \frac{6}{5}$ .
反之,当 $a \leqslant \frac{6}{5}$ 时,对任意 $x \in[0,2], g(x) \leqslant \frac{6}{5} x^{2}(x+3)-3 x(x+2)= \frac{3 x}{5}\left(2 x^{2}+x-10\right)=\frac{3 x}{5}(2 x+5)(x-2) \leq 0$,
而 $g(0)=0$ ,故 $g(x)$ 在区间 $[0,2]$ 上的最大值为 $g(0)$ .
综上, a 的取值范围为 $\left(-\infty, \frac{6}{5}\right]$ .
【点评】当函数连续且可导,极值点处的导数等于零是此点为极值点的必要不充分条件,所以解题时一定注意检验.