15.(2008·北京丰台)已知x=1是函数f(x)=mx3-3(m+1)x2+nx+1的一个极值点,其中m,n∈R,m<0.
(1)求m与n的关系式;
(2)求f(x)的单调区间;
(3)当x∈[-1,1]时,函数y=f(x)的图象上任意一点的切线斜率恒大于3m,求m的取值范围.
解:(1)f′(x)=3mx2-6(m+1)x+n.
∵x=1是函数f(x)=mx3-3(m+1)x2+nx+1的一个极值点.
∴f′(1)=0,即3m-6(m+1)+n=0.
∴n=3m+6.
(2)由(1)知f′(x)=3mx2-6(m+1)x+3m+6=3m(x-1),
当m<0时,有1>1+,
|
x |
|
1+ |
|
1 |
(1,+∞) |
|
f′(x) |
- |
0 |
+ |
0 |
- |
|
f(x) |
单调递减 |
极小值 |
单调递增 |
极大值 |
单调递减 |
所以,当m<0时,f(x)在上单调递减,在上单调递增,在(1,+ ∞)上单调递减.
(3)由已知,得f′(x)>3m,
即mx2-2(m+1)x+2>0.
∵m<0,∴x2-2x+<0,
x∈[-1,1].(*)
设g(x)=x2-2x+,函数图象开口向上.
由题意,知(*)式恒成立.
∴
∴∴m>-.
又m<0,∴-<m<0,即m的取值范围为.