题目内容
(文科做)函数f(x)=ax3-6ax2+3bx+b,其图象在x=2处的切线方程为3x+y-11=0.(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若函数y=f(x)的图象与的图象有三个不同的交点,求实数m的取值范围.
【答案】分析:(1)求得函数的导数,利用函数在某一点处导数的几何意义:f'(2)=-3以及f(2)=5,列方程组求解参数.
(2)由(1)中得到的函数解析式y=f(x)的图象与的图象有三个不同的交点,转化为方程
f(x)=有三个不相等的实根,进一步转化为函数g(x)=f(x)-的图象与x轴有三个不同的交点,于是利用函数导数可得新函数g(x)的极值,通过判断极值的符号可得结论.
解答:解:(1)由题意得f'(x)=3ax2-12ax+3b,f'(2)=-3且f(2)=5,
∴即解得a=1,b=3,
∴f(x)=x3-6x2+9x+3. (6分)
(2)由f(x)=x3-6x2+9x+3,可得f'(x)=3x2-12x+9,=x2+x+3+m,
则由题意可得x3-6x2+9x+3=x2+x+3+m有三个不相等的实根,
即g(x)=x3-7x2+8x-m的图象与x轴有三个不同的交点,g'(x)=3x2-14x+8=(3x-2)(x-4),则g(x),g'(x)的变化情况如下表.
则函数f(x)的极大值为,极小值为g(4)=-16-m.y=f(x)的图象与的图象有三个不同交点,则有:解得.(12分)
点评:本题考查函数的导数以及导数的几何意义,利用导数求解函数的单调性和极值问题,综合考查了函数的零点,考查了函数与方程的思想,转化与化归的思想.
(2)由(1)中得到的函数解析式y=f(x)的图象与的图象有三个不同的交点,转化为方程
f(x)=有三个不相等的实根,进一步转化为函数g(x)=f(x)-的图象与x轴有三个不同的交点,于是利用函数导数可得新函数g(x)的极值,通过判断极值的符号可得结论.
解答:解:(1)由题意得f'(x)=3ax2-12ax+3b,f'(2)=-3且f(2)=5,
∴即解得a=1,b=3,
∴f(x)=x3-6x2+9x+3. (6分)
(2)由f(x)=x3-6x2+9x+3,可得f'(x)=3x2-12x+9,=x2+x+3+m,
则由题意可得x3-6x2+9x+3=x2+x+3+m有三个不相等的实根,
即g(x)=x3-7x2+8x-m的图象与x轴有三个不同的交点,g'(x)=3x2-14x+8=(3x-2)(x-4),则g(x),g'(x)的变化情况如下表.
x | 4 | (4,+∞) | |||
g'(x) | + | - | + | ||
g(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
点评:本题考查函数的导数以及导数的几何意义,利用导数求解函数的单调性和极值问题,综合考查了函数的零点,考查了函数与方程的思想,转化与化归的思想.
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