题目内容

已知函数的图象过坐标原点O,且在点(-1,f(-1)) 处的切线的斜率是-5.
(1)求实数b,c的值;
(2)求f(x)在区间[-1,2]上的最大值.
【答案】分析:(1)当x<1时,由f(x)=-x3+x2+bx+c,知f′(x)=-3x2+2x+b.依题意f′(-1)=-5,故b=0,再由f(0)=0,能求出c=0.
(2)当x<1时,由f(x)=-x3+x2,知f′(x)=-3x2+2x,令f′(x)=0,得x=0,x=.列表讨论,得f(-1)=2;f(0)=0;f()=;f(1)=0.由此进行分类讨论,能求出f(x)在区间[-1,2]上的最大值.
解答:解:(1)当x<1时,f(x)=-x3+x2+bx+c,
∴f′(x)=-3x2+2x+b.…(2分)
依题意f′(-1)=-5,
∴-3(-1)2+2(-1)+b=-5,∴b=0,
∴f(0)=0,∴c=0,
∴b=0,c=0.…(4分)
(2)当x<1时,f(x)=-x3+x2
f′(x)=-3x2+2x,令f′(x)=0,有-3x2+2x=0,∴x=0,x=.…(6分)
x-1(-1,0)(0,,1)1
f′(x)-+-
f(x)2
…(8分)
f(-1)=2;f(0)=0;f()=;f(1)=0.
∴当x∈[-1,1)时,f(x)最大值为2.…(9分)
当x∈[1,2]时,
当a<0时,f(x)是减函数;当a=0时,f(x)=0,此时f(x)max=0;…(10分)
当a>0时,f(x)是增函数,f(x)max=f(2)=aln2.…(11分)
∵当a时,有2≥aln2,f(x)max=2,
当a>时,有2<aln2,f(x)max=aln2.…(12分)
.…(13分)
点评:本题考查利用导数研究曲线上某点处的切线方程的求法,具体涉及到导数的应用、函数的性质,解题时要认真审题,注意分类讨论思想的合理运用.易错点是分类不清导致出错.
练习册系列答案
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已知函数的图象过坐标原点O,且在点处的切线的斜率是.

(Ⅰ)求实数的值; 

(Ⅱ)求在区间上的最大值;

(Ⅲ)对任意给定的正实数,曲线上是否存在两点P、Q,使得是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在轴上?说明理由.

【解析】第一问当时,,则

依题意得:,即    解得

第二问当时,,令,结合导数和函数之间的关系得到单调性的判定,得到极值和最值

第三问假设曲线上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在轴两侧。

不妨设,则,显然

是以O为直角顶点的直角三角形,∴

    (*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;

若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.

(Ⅰ)当时,,则

依题意得:,即    解得

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,

①当时,,令

变化时,的变化情况如下表:

0

0

+

0

单调递减

极小值

单调递增

极大值

单调递减

。∴上的最大值为2.

②当时, .当时, ,最大值为0;

时, 上单调递增。∴最大值为

综上,当时,即时,在区间上的最大值为2;

时,即时,在区间上的最大值为

(Ⅲ)假设曲线上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在轴两侧。

不妨设,则,显然

是以O为直角顶点的直角三角形,∴

    (*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;

若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.

,则代入(*)式得:

,而此方程无解,因此。此时

代入(*)式得:    即   (**)

 ,则

上单调递增,  ∵     ∴,∴的取值范围是

∴对于,方程(**)总有解,即方程(*)总有解。

因此,对任意给定的正实数,曲线上存在两点P、Q,使得是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在轴上

 

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