题目内容
已知二次函数f(x)=ax2+bx+c(a,b,c∈R且a≠0),f′(x)是它的导函数,且对任意的x∈R,f′(x)=f(x+1)+x2恒成立.
(1)求f(x)的解析表达式;
(2)设t>0,曲线C:y=f(x)在点P(t,f(t))处的切线为l,l与坐标轴围成的三角形面积为S(t),求S(t)的最小值.
(1)求f(x)的解析表达式;
(2)设t>0,曲线C:y=f(x)在点P(t,f(t))处的切线为l,l与坐标轴围成的三角形面积为S(t),求S(t)的最小值.
分析:(1)由已知中二次函数f(x)=ax2+bx+c,f′(x)=f(x+1)+x2恒成立,根据多项式相等的性质,构造方程求出系数,可得f(x)的解析表达式;
(2)求出切线方程,进而得到三角形面积S(t)的表达式,结合函数的图象和性质可得最小值.
(2)求出切线方程,进而得到三角形面积S(t)的表达式,结合函数的图象和性质可得最小值.
解答:解:(1)∵f(x)=ax2+bx+c
∴f(x+1)=a(x+1)2+b(x+1)+c=ax2+(2a+b)x+(a+b+c)
f′(x)=2ax+b
∵f′(x)=f(x+1)+x2恒成立
∴2ax+b=(a+1)x2+(2a+b)x+(a+b+c)
∴
解得a=-1,b=0,c=1
∴f(x)=-x2+1
(2)由(1)得f(x)=-x2+1,f′(x)=-2x
则f(t)=-t2+1,f′(t)=-2t
故切线l的方程为y-(-t2+1)=-2t(x-t)
当x=0时,y=t2+1,当y=0时,x=
,
∴S(t)=
|xy|=
∴S′(t)=
∵t∈(0,
)时,S′(t)<0,t∈(
,+∞)时,S′(t)>0,
故当t=
时,S(t)取最小值
∴f(x+1)=a(x+1)2+b(x+1)+c=ax2+(2a+b)x+(a+b+c)
f′(x)=2ax+b
∵f′(x)=f(x+1)+x2恒成立
∴2ax+b=(a+1)x2+(2a+b)x+(a+b+c)
∴
|
解得a=-1,b=0,c=1
∴f(x)=-x2+1
(2)由(1)得f(x)=-x2+1,f′(x)=-2x
则f(t)=-t2+1,f′(t)=-2t
故切线l的方程为y-(-t2+1)=-2t(x-t)
当x=0时,y=t2+1,当y=0时,x=
t2+1 |
2t |
∴S(t)=
1 |
2 |
(t2+1)2 |
4t |
∴S′(t)=
(t2+1)(3t2-1) |
4t2 |
∵t∈(0,
| ||
3 |
| ||
3 |
故当t=
| ||
3 |
4 |
9 |
3 |
点评:本题考查的知识点是求二次函数的解析式,利用导数法求最值,是导数与二次函数图象和性质的综合应用,难度较大.
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