Question

已知f（x）=ax³+bx²+cx+d是定义在R上的函数，它在[-1，0]和[4，5]上有相同的单调性，在[0，2]和[4，5]上有相反的单调性．
（Ⅰ）求c的值；
（Ⅱ）在函数f（x）的图象上是否存在点M（x₀，y₀），使得f（x）在点M的切线斜率为3b？若存在，求出M点的坐标，若不存在，则说明理由；
（Ⅲ）设f（x）的图象交x轴于A、B、C三点，且B的坐标为（2，0），求线段AC的长度|AC|的取值范围．

Answer 1

（1）由条件可知f（x）在区间[-1，0]和[0，2]上有相反的单调性，
∴x=0是f（x）的一个极值点，
∴f′（0）=0
而f′（x）=3ax²+2bx+c，
故c=0．
（2）令f′（x）=0，则3ax²+2bx=0，
解得 x1=0，x2=-

2b

3a

．
又f（x）在区间[0，2]和[4，5]上有相反的单调性，
得

- 2b 3a ≥2 - 2b 3a ≤4

解得 -6≤

b

a

≤-3．
假设存在点M（x₀，y₀），使得f（x）在点M处的切线斜率为3b，则f'（x₀）=3b 即3a

x

20

+2bx0-3b=0所以△=4ab(

b

a

+9)
∵-6≤

b

a

≤-3∴ab＜0，

b

a

+9＞0，∴△＜0，x₀无解
故不存在点M（x₀，y₀），使得f（x）在点M处的切线斜率为3b
（3）设A（α，0），C（β，0），
则由题意可令f（x）=a（x-α）（x-2）（x-β）=a[x³-（2+α+β）x²+（2α+2β+αβ）x-2αβ]…（2分）
则

b=-a(2+α+β) d=-2aαβ

，解得

α+β=- b a -2 αβ=- d 2a

又∵函数f（x）的图象交x轴于B（2，0），
∴f（2）=0即8a+4b+d=0
∴d=-4（b+2a），
αβ=4+

2b

a

从而 |AC|=|α-β|=

(α+β)2-4αβ

=

( b a -2)2-16

∵-6≤

b

a

≤-3
∴当

b

a

=-6时，|AC|_max=4

3

；当

b

a

=-3时，|AC|_min=3．
所以3≤|AC|≤4

3