例3 已知函数f(x)=x3-ax-1.
(1)若f(x)在实数集R上单调递增,求a的取值范围;
(2)是否存在实数a,使f(x)在(-1,1)上单调递减,若存在,求出a的取值范围,若不存在,请说明理由.
解 (1)f′(x)=3x2-a,
因为f(x)在R上是增函数,所以f′(x)≥0在R上恒成立.
即3x2-a≥0在R上恒成立.
即a≤3x2,而3x2≥0,所以a≤0.
当a=0时,f(x)=x3-1在R上单调递增,符合题意.
所以a的取值范围是(-∞,0].
(2)假设存在实数a,使f(x)在(-1,1)上单调递减,
则f′(x)≤0在(-1,1)上恒成立.
即3x2-a≤0在(-1,1)上恒成立,即a≥3x2,
又因为在(-1,1)上,0≤3x2<3,所以a≥3.
当a=3时,f′(x)=3x2-3,在(-1,1)上,f′(x)<0,
所以f(x)在(-1,1)上单调递减,即a=3符合题意,
所以存在实数a,使f(x)在(-1,1)上单调递减,且a的取值范围是3,+∞).
反思与感悟 在已知函数f(x)是增函数(或减函数)求参数的取值范围时,应令f′(x)≥0(或f′(x)≤0)恒成立,解出参数的取值范围(一般可用不等式恒成立来求解),然后检验参数的取值能否使f′(x)恒等于0,若不能恒等于0,则参数的这个值应舍去;若f′(x)能恒等于0,则由f′(x)≥0(或f′(x)≤0)恒成立解出的参数的取值范围来确定.
跟踪训练3 (1)若函数f(x)=4x3-ax+3的单调递减区间是,则实数a的值是多少?
(2)若函数f(x)=4x3-ax+3在上是单调函数,则实数a的取值范围为多少?
解 (1)f′(x)=12x2-a,
∵f(x)的单调递减区间为,
∴x=±为f′(x)=0的两个根,∴a=3.
(2)若f(x)在上为单调增函数,则f′(x)≥0在上恒成立,
即12x2-a≥0在上恒成立,
∴a≤12x2在上恒成立,