题目内容
函数f(x)=x3+ax2+bx-2的图象在与y轴交点的切线方程为y=x+a.(1)求函数f(x)的解析式;
(2)设函数存在极值,求实数m的取值范围.
【答案】分析:(1)利用切点为(0,-2)和f′(0)=1可得a,b,进而求出函数的解析式.
(2)转化为g′(x)=0有实根.根据判别式求出对应的根,再找函数的极值即可.
解答:解:(1)由已知可得切点为(0,-2),所以a=-2,
又因为f′(x)=3x2+2ax+b,
所以f′(0)=b=1.
所以函数解析式为f(x)=x3-2x2+x-2.
(2)由(1)可得:g(x)=x3-2x2+x-2+mx,
所以g′(x)=3x2-4x+1+,令g′(x)=0.
当函数有极值时,方程3x2-4x+1+=0有实根,即△≥0,
由△=4(1-m)≥0,得m≤1.
①当m=1时,g′(x)=0有实根x=,在x=左右两侧均有g′(x)>0,故函数g(x)无极值.
②当m<1时,g′(x)=0有两个实根,
x1=(2-),x2=(2+),
当x变化时,g′(x)、g(x)的变化情况如下表:
故在m∈(-∞,1)时,函数g(x)有极值;当x=(2-)时,g(x)有极大值;当x=(2+) 时,g(x)有极小值.
点评:本题考查利用导函数来研究函数的极值.在利用导函数来研究函数的极值时,分三步①求导函数,②求导函数为0的根,③判断根左右两侧的符号,若左正右负,原函数取极大值;若左负右正,原函数取极小值.
(2)转化为g′(x)=0有实根.根据判别式求出对应的根,再找函数的极值即可.
解答:解:(1)由已知可得切点为(0,-2),所以a=-2,
又因为f′(x)=3x2+2ax+b,
所以f′(0)=b=1.
所以函数解析式为f(x)=x3-2x2+x-2.
(2)由(1)可得:g(x)=x3-2x2+x-2+mx,
所以g′(x)=3x2-4x+1+,令g′(x)=0.
当函数有极值时,方程3x2-4x+1+=0有实根,即△≥0,
由△=4(1-m)≥0,得m≤1.
①当m=1时,g′(x)=0有实根x=,在x=左右两侧均有g′(x)>0,故函数g(x)无极值.
②当m<1时,g′(x)=0有两个实根,
x1=(2-),x2=(2+),
当x变化时,g′(x)、g(x)的变化情况如下表:
故在m∈(-∞,1)时,函数g(x)有极值;当x=(2-)时,g(x)有极大值;当x=(2+) 时,g(x)有极小值.
点评:本题考查利用导函数来研究函数的极值.在利用导函数来研究函数的极值时,分三步①求导函数,②求导函数为0的根,③判断根左右两侧的符号,若左正右负,原函数取极大值;若左负右正,原函数取极小值.
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