题目内容

【题目】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.

【答案】
(1)解:f'(x)=3ax2+2bx﹣3.

根据题意,得 解得

所以f(x)=x3﹣3x


(2)解:令f'(x)=0,即3x2﹣3=0.得x=±1.

当x∈(﹣∞,﹣1)时,f′(x)>0,函数f(x)在此区间单调递增;

当x∈(﹣1,1)时,f′(x)<0,函数f(x)在此区间单调递减

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.

所以c的最小值为4


(3)解: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).

则y0=x03﹣3x0

因为f'(x0)=3x02﹣3,所以切线的斜率为3x02﹣3.

则3x02﹣3=

即2x03﹣6x02+6+m=0.

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2x03﹣6x02+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.

当x∈(﹣∞,0)时,g′(x)>0,函数g(x)在此区间单调递增;当x∈(0,2)时,g′(x)<0,函数g(x)在此区间单调递减;

所以,函数g(x)在x=0处取极大值,在x=2处取极小值,有方程与函数的关系知要满足题意必须满足:

,即 ,解得﹣6<m<2


【解析】(1)由题意,利用导函数的几何含义及切点的实质建立a,b的方程,然后求解即可;(2)由题意,对于定义域内任意自变量都使得|f(x1)﹣f(x2)|≤c,可以转化为求函数在定义域下的最值即可得解;(3)由题意,若过点M(2,m)(m≠2)可作曲线y=f(x)的三条切线,等价与函数在切点处导函数值等于切线的斜率这一方程有3解.
【考点精析】通过灵活运用函数的极值与导数,掌握求函数的极值的方法是:(1)如果在附近的左侧,右侧,那么是极大值(2)如果在附近的左侧,右侧,那么是极小值即可以解答此题.

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