885. Найти все значения a, при которых f'(x) ≤ 0для всех действительных значений x, если f(x) = ax³ - 6x² - x.
ИИ-решебник / упражнение / 885
Ответ подготовлен нейросетью и может содержать ошибки
Объяснение и пошаговое решение
Найдем производную функции $f(x) = ax^3 - 6x^2 - x$:
$$
f'(x) = (ax^3)' - (6x^2)' - (x)' = 3ax^2 - 12x - 1
$$
По условию требуется, чтобы неравенство $f'(x) \leqslant 0$ выполнялось для всех действительных значений $x$, то есть:
$$
3ax^2 - 12x - 1 \leqslant 0 \quad \text{для всех } x \in \mathbb{R}
$$
Рассмотрим два случая в зависимости от значения параметра $a$:
1. Если $a = 0$, то неравенство принимает вид:
$$-12x - 1 \leqslant 0 \iff x \geqslant -\frac{1}{12}$$
Это неравенство справедливо не для всех $x \in \mathbb{R}$ (например, при $x = -1$ получаем $11 \leqslant 0$ — неверно). Значит, значение $a = 0$ не удовлетворяет условию.
2. Если $a \neq 0$, то выражение $3ax^2 - 12x - 1$ является квадратным трехчленом. Квадратный трехчлен неположителен при всех действительных $x$ тогда и только тогда, когда ветви соответствующей параболы направлены вниз (старший коэффициент меньше нуля), а дискриминант меньше либо равен нулю (график не пересекает ось абсцисс или касается её):
$$
\begin{cases}
3a < 0 \\
D \leqslant 0
\end{cases}
$$
Найдем дискриминант:
$$
D = (-12)^2 - 4 \cdot 3a \cdot (-1) = 144 + 12a
$$
Составим и решим систему неравенств:
$$
\begin{cases}
a < 0 \\
144 + 12a \leqslant 0
\end{cases}
$$
$$
\begin{cases}
a < 0 \\
12a \leqslant -144
\end{cases}
$$
$$
\begin{cases}
a < 0 \\
a \leqslant -12
\end{cases}
$$
Пересечением решений является промежуток $a \leqslant -12$.
Ответ: $a \leqslant -12$ (или $a \in (-\infty; -12]$).