题目内容
已知函数,f(x)=x3+bx2+cx+d在点(0,f(0))处的切线方程为2x-y-1=0.(1)求实数c,d的值;
(2)若过点P(-1,-3)可作出曲线y=f(x)的三条不同的切线,求实数b的取值范围;
(3)若对任意x∈[1,2],均存在t∈(1,2],使得et-lnt-4≤f(x)-2x,试求实数b的取值范围.
【答案】分析:(1)由点(0,f(0))在切线上得f(0)=-1,且f′(0)=2,联立可解得c,d;
(2)设切点为Q(x,y),易求切线方程,把点P(-1,-3),代入并整理得
,由题意,方程
有两个不同的非零实根,据此得到不等式组,解出可得b的范围;
(3)不等式et-lnt-4≤f(x)-2x,即et-lnt≤x3+bx2+3,由题意可知,et-lnt的最小值应小于或等于x3+bx2+3对任意x∈[1,2]恒成立,构造函数h(t)=et-lnt,用导数可求得h(t)min,分离参数后再构造函数,转化为求函数最值即可;
解答:(1)f'(x)=3x2+2bx+c,由题意得,切点为(0,-1),
则
,解得
.
(2)设切点为Q(x,y),则切线斜率为
,
,
所以切线方程为
,即
,
又切线过点P(-1,-3),代入并整理得
,
由题意,方程
有两个不同的非零实根,
所以
,解得
,
故实数b的取值范围为(-∞,0)∪(0,1)∪(9,+∞).
(3)由(1)知,f(x)=x3+bx2+2x-1,则不等式et-lnt-4≤f(x)-2x,即et-lnt≤x3+bx2+3,
由题意可知,et-lnt的最小值应小于或等于x3+bx2+3对任意x∈[1,2]恒成立,
令h(t)=et-lnt,则
,令h'(t)=0,解得
,列表如下:
因此,h(t)的最小值为
.
所以2≤x3+bx2+3对任意x∈[1,2]恒成立,即
对任意x∈[1,2]恒成立,
令
,则
,令g'(x)=0,解得
,列表如下:
因此,g(x)的最大值为
,所以
.
点评:本题考查导数的几何意义、利用导数求函数的最值、函数恒成立问题,考查转化思想,考查学生综合运用知识解决问题的能力.
(2)设切点为Q(x,y),易求切线方程,把点P(-1,-3),代入并整理得
(3)不等式et-lnt-4≤f(x)-2x,即et-lnt≤x3+bx2+3,由题意可知,et-lnt的最小值应小于或等于x3+bx2+3对任意x∈[1,2]恒成立,构造函数h(t)=et-lnt,用导数可求得h(t)min,分离参数后再构造函数,转化为求函数最值即可;
解答:(1)f'(x)=3x2+2bx+c,由题意得,切点为(0,-1),
则
(2)设切点为Q(x,y),则切线斜率为
所以切线方程为
又切线过点P(-1,-3),代入并整理得
由题意,方程
所以
故实数b的取值范围为(-∞,0)∪(0,1)∪(9,+∞).
(3)由(1)知,f(x)=x3+bx2+2x-1,则不等式et-lnt-4≤f(x)-2x,即et-lnt≤x3+bx2+3,
由题意可知,et-lnt的最小值应小于或等于x3+bx2+3对任意x∈[1,2]恒成立,
令h(t)=et-lnt,则
| t | |||
| h'(t) | - | + | |
| h(t) | ↘ | 极小值 | ↗ |
所以2≤x3+bx2+3对任意x∈[1,2]恒成立,即
令
| x | 1 | 2 | |||
| g'(t) | + | - | |||
| g(t) | -2 | ↗ | 极大值 | ↘ |
点评:本题考查导数的几何意义、利用导数求函数的最值、函数恒成立问题,考查转化思想,考查学生综合运用知识解决问题的能力.
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