15.(湖北17).(本小题满分12分)
已知函数
(m为常数,且m>0)有极大值9.
(Ⅰ)求m的值;
(Ⅱ)若斜率为-5的直线是曲线
的切线,求此直线方程.
解:(Ⅰ) f’(x)=3x2+2mx-m2=(x+m)(3x-m)=0,则x=-m或x=
m,
当x变化时,f’(x)与f(x)的变化情况如下表:
|
x |
(-∞,-m) |
-m |
(-m, |
|
( |
|
f’(x) |
|
0 |
- |
0 |
+ |
|
f (x) |
|
极大值 |
|
极小值 |
|
从而可知,当x=-m时,函数f(x)取得极大值9,
即f(-m)=-m3+m3+m3+1=9,∴m=2.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)=x3+2x2-4x+1,
依题意知f’(x)=3x2+4x-4=-5,∴x=-1或x=-
.
又f(-1)=6,f(-
)=
,
所以切线方程为y-6=-5(x+1),或y-
=-5(x+
),
即5x+y-1=0,或135x+27y-23=0.
12.(天津21)(本小题满分14分)
设函数
,其中
.
(Ⅰ)当
时,讨论函数
的单调性;
(Ⅱ)若函数
仅在
处有极值,求
的取值范围;
(Ⅲ)若对于任意的
,不等式
在
上恒成立,求
的取值范围.
(Ⅰ)解:
.
当
时,
.
令
,解得
,
,
.
当
变化时,
,
的变化情况如下表:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
↘ |
极小值 |
↗ |
极大值 |
↘ |
极小值 |
↗ |
所以
在
,
内是增函数,在
,
内是减函数.
(Ⅱ)解:
,显然
不是方程
的根.
为使
仅在
处有极值,必须
恒成立,即有
.
解此不等式,得
.这时,
是唯一极值.
因此满足条件的
的取值范围是
.
(Ⅲ)解:由条件
可知
,从而
恒成立.
当
时,
;当
时,
.
因此函数
在
上的最大值是
与
两者中的较大者.
为使对任意的
,不等式
在
上恒成立,当且仅当
即![]()
在
上恒成立.
所以
,因此满足条件的
的取值范围是
.