题目内容
【题目】已知函数f(x)=x3+ax2+bx(x>0)的图象与x轴相切于点(3,0). (Ⅰ)求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)若g(x)+f(x)=﹣6x2+(3c+9)x,命题p:x1 , x2∈[﹣1,1],|g(x1)﹣g(x2)|>1为假命题,求实数c的取值范围;
(Ⅲ)若h(x)+f(x)=x3﹣7x2+9x+clnx(c是与x无关的负数),判断函数h(x)有几个不同的零点,并说明理由.
【答案】解:(I)f′(x)=3x2+2ax+b,∵函数f(x)=x3+ax2+bx(x>0)的图象与x轴相切于点(3,0). ∴f′(3)=27+6a+b=0,f(3)=27+9a+3b=0,联立解得:a=﹣6,b=9.
∴f(x)=x3﹣6x2+9x.
(II)命题p:x1 , x2∈[﹣1,1],|g(x1)﹣g(x2)|>1为假命题,等价于:命题:x1 , x2∈[﹣1,1],|g(x1)﹣g(x2)|≤1为真命题.∵g(x)+f(x)=﹣6x2+(3c+9)x,∴g(x)=﹣x3+3cx.
由命题:x1 , x2∈[﹣1,1],|g(x1)﹣g(x2)|≤1为真命题,可得|g(1)﹣g(﹣1)|≤1,解得: .
又g′(x)=﹣3x2+3c=﹣3 .可得:函数g(x)在
,
内为减函数,在
内为增函数.
∵函数g(x)为奇函数,且|g(1)﹣g(﹣1)|≤1,∴只需|g( )﹣g(﹣
)|≤1,则:4c
≤1,解得c≤
.
综上可得:c的取值范围是 ≤c≤
.
(III)h(x)+f(x)=x3﹣7x2+9x+clnx(c是与x无关的负数),∴h(x)=clnx﹣x2 , (x>0).
h′(x)= ﹣2x<0,因此函数h(x)在(0,+∞)上单调递减,h(x)至多有一个零点.
∵c<0,∴(c﹣1)2>1,0< <1,∴
=(c﹣1)2﹣
>0,h(1)=﹣1<0.
∴函数h(x)在 内有一个零点,因此函数h(x)在(0,+∞)上恰有一个零点.
【解析】(I)f′(x)=3x2+2ax+b,由于函数f(x)=x3+ax2+bx(x>0)的图象与x轴相切于点(3,0).可得f′(3)=27+6a+b=0,f(3)=27+9a+3b=0,联立解得a,b.即可得出.(II)命题p:x1 , x2∈[﹣1,1],|g(x1)﹣g(x2)|>1为假命题,等价于:命题:x1 , x2∈[﹣1,1],|g(x1)﹣g(x2)|≤1为真命题.由g(x)+f(x)=﹣6x2+(3c+9)x,可得g(x)=﹣x3+3cx.由命题:x1 , x2∈[﹣1,1],|g(x1)﹣g(x2)|≤1为真命题,可得|g(1)﹣g(﹣1)|≤1,解得c范围.又g′(x)=﹣3x2+3c=﹣3 .利用单调性与奇偶性,只需|g(
)﹣g(﹣
)|≤1,解得c,进而得出c的取值范围.(III)h(x)+f(x)=x3﹣7x2+9x+clnx(c是与x无关的负数),h(x)=clnx﹣x2 , (x>0).h′(x)=
﹣2x<0,因此函数h(x)在(0,+∞)上单调递减,h(x)至多有一个零点.再利用函数零点判定定理即可判断出是否有零点.
【考点精析】认真审题,首先需要了解函数的最大(小)值与导数(求函数在
上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数
在
内的极值;(2)将函数
的各极值与端点处的函数值
,
比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值).
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