6.1 (2012·泰州中学期中)已知函数f(x)=ax3+bx2-3x(a,b∈R)在点(1,f(1))处的切线方程为y+2=0.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若对于区间[-2,2]上任意两个自变量的值x1,x2都有|f(x1)-f(x2)|≤c,求实数c的最小值; (3)若过点M(2,m)(m≠2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围. 解:(1)f′(x)=3ax2+2bx-3.
???f?1?=-2,?a+b-3=-2,
根据题意,得?即?
??f′?1?=0,3a+2b-3=0,????a=1,
解得?
?b=0.?
所以f(x)=x3-3x.
(2)令f′(x)=0,即3x2-3=0,得x=±1.
x f′(x) f(x) 因为f(-1)=2,f(1)=-2,
所以当x∈[-2,2]时,f(x)max=2,f(x)min=-2.
则对于区间[-2,2]上任意两个自变量的值x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|≤|f(x)max-f(x)min|=4,所以c≥4,
即c的最小值为4.
(3)因为点M(2,m)(m≠2)不在曲线y=f(x)上,所以可设切点为(x0,y0).因为f′(x0)=3x20-3,所以切线的斜率为3x20-3.[来源:学_科_网Z_X_X_K]
则
x30-3x0-m2
3x0-3=,即
x0-2
2
2x30-6x0+6+m=0.
-2 -2 (-2,-1) + -1 0 极大值 (-1,1) - 1 0 极小值 (1,2) + 2 2 2
因为过点M(2,m)(m≠2)可作曲线y=f(x)的三条切线,所以方程2x30-6x0+6+m=0有三个不
同的实数解.
所以函数g(x)=2x3-6x2+6+m有三个不同的零点. 则g′(x)=6x2-12x.令g′(x)=0,则x=0或x=2.
x g′(x) g(x)
(-∞,0) + 0 0 极大值 (0,2) - 2 0 极小值 (2,+∞) + 13 / 22
???g?0?>0,?6+m>0,则?即?解得-6 所以m的取值范围为(-6,2). 本题考查导数的几何意义、不等式恒成立、极值、最值等问题,一、二两问中规中矩,掌握好计算方法即可,第三问主要能够将“若过点M(2,m)(m≠2)可作曲线y=f(x)的三条切线”转化成“关 3 于切点横坐标x0的方程2x0-6x20+6+m=0有三个不同的实数解”,问题就迎刃而解了. 有关联题 6.2 (2012·无锡一中)已知函数f(x)=x3+ax2-a2x+2,a∈R. (1)若a<0时,试求函数y=f(x)的单调递减区间; (2)若a=0,且曲线y=f(x)在点A,B(A,B不重合)处切线的交点位于直线x=2上,证明:A,B两点的横坐标之和小于4; (3)如果对于一切 x1,x2,x3∈[0,1],总存在以f(x1),f(x2),f(x3)为三边长的三角形,试求正实数a的取值范围. a x-?. 解:(1)函数f(x)的导函数f′(x)=3x2+2ax-a2=3(x+a)??3?a 因为a<0,由f′(x)<0,解得 3a?所以函数y=f(x)的单调递减区间为??3,-a?. (2)当a=0时,f(x)=x3+2. 3 设在点A(x1,x31+2),B(x2,x2+2)处的切线交于直线x=2上一点P(2,t). 因为y′=3x2, 所以曲线y=f(x)在点A处的切线斜率为k=3x21, 所以在点A处的切线方程为 2y-(x31+2)=3x1(x-x1). 332因为切线过点P,所以t-(x1+2)=3x21(2-x1),即2x1-6x1+(t-2)=0. 3同理可得2x2-6x22+(t-2)=0. 322两式相减得2(x31-x2)-6(x1-x2)=0,[来源:Zxxk.Com] 2即(x1-x2)(x21+x1x2+x2)-3(x1-x2)(x1+x2)=0. 因为x1-x2≠0, 2所以x21+x1x2+x2-3(x1+x2)=0. 即(x1+x2)2-x1x2-3(x1+x2)=0. 因为x1x2≤? x1+x2?2 ?2?,且x1≠x2, 14 / 22 所以x1x2 x1+x2?2?2?. x1+x2?2 ?2?-3(x1+x2)<0,即(x1+x2)(x1+x2-4)<0. 从而上式可以化为(x1+x2)2-?解得0 即A,B两点的横坐标之和小于4. (3)由题设知,f(0) 即2<2(-a2+a+3),解得-10,所以0 a 0,?时,f′(x)<0,f(x)单调递减, 所以当x∈??3?a? 当x∈??3,1?,f′(x)>0,f(x)单调递增. a?a53所以当x=时,f(x)有最小值f?=-a+2. ?3?327 ???5?从而条件转化为?f?0?<2-27a+2,② ???-5a+2?.③?f?1?<2??27? 33 a?53 f?=-a+2>0,①?3?27 33233
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