题目内容

4.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c的图象过原点,且f(x)在x=-1,x=3处取得极值.
(1)求函数f(x)的单调区间及极值;
(2)若函数y=f(x)与y=m的图象有且仅有一个公共点,求实数m的取值范围.

分析 (1)求出函数的导数,得到x=-1,x=3是方程f′(x)=0的根,求出a,b的值,从而求出函数的单调区间和极值即可;
(2)根据函数的极值求出m的范围即可.

解答 解:(1)函数f(x)=x3+ax2+bx+c的图象过原点,
故f(x)=x3+ax2+bx,f′(x)=3x2+2ax+b,
且f(x)在x=-1,x=3处取得极值,
则x=-1,x=3是方程f′(x)=0的根,
故$\left\{\begin{array}{l}{-1+3=-\frac{2a}{3}}\\{-1×3=\frac{b}{3}}\end{array}\right.$,解得:a=-3,b=-9,
f(x)=x3-3x2-9x,f′(x)=3x2-6x-9=3(x-3)(x+1),
令f′(x)>0,解得:x>3或x<-1,
令f′(x)<0,解得:-1<x<3,
故f(x)在(-∞,-1)递增,在(-1,3)递减,在(3,+∞)递增,
故f(x)极大值=f(-1)=5,f(x)极小值=f(3)=-27;
(2)若函数y=f(x)与y=m的图象有且仅有一个公共点,
由(1)得:m>5或m<-27.

点评 本题考查了求函数的单调区间和极值问题,考查函数图象的交点问题,是一道中档题.

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