设f(x)=ax3+bx2+cx(a>b>c),已知函数f(x)在x=1处取得极值,且曲线f(x)在x=t处的切线斜率为-2a.(1)求的取值范围;(2)若函数f(x

发布时间:2020-07-31 09:42:06

设f(x)=ax3+bx2+cx(a>b>c),已知函数f(x)在x=1处取得极值,且曲线f(x)在x=t处的切线斜率为-2a.
(1)求的取值范围;
(2)若函数f(x)的单调递减区间为[m,n],求|m-n|的最小值;
(3)判断曲线f(x)在处的切线斜率的正负,并说明理由.

网友回答

解:(1)f'(x)=3ax2+2bx+c,
由f(x)在x=1处取得极值,得f'(1)=0,即3a+2b+c=0,
由a>b>c知:a>0,c<0.
由2a>2b=-3a-c>2c,得①.
曲线f(x)在x=t处的切线斜率为-2a,得f'(t)=-2a,即3at2+2bt+c+2a=0.
由△=4b2-12a(c+2a)≥0,将2b=-3a-c代入,得c2-6ac-15a2≥0,
即,解得:或②.
由①②联立得的取值范围是;
(2)由f'(1)=0知:方程f'(x)=0即3ax2+2bx+c=0的一根为1,设另一根为x0,则
由韦达定理,得.
由a>0,令f'(x)=3ax2+2bx+c<0,得x0<x<1,则[m,n]=[x0,1],从而,
故|m-n|的最小值为;
(3)由a>0知,当x0<x<1时f'(x)<0;当x<x0或x>1时f'(x)>0.
而f'(t)=-2a<0,则x0<t<1,于是,故,即
曲线f(x)在处的切线斜率为正.
解析分析:(1)求出f(x)的导函数f′(x),因为f(x)在x=1处取得极值,所以f′(1)=0得到a与b的关系式,由a>b>c变形可得的范围记作①,又根据曲线在x=t的斜率为-2a,可得f′(t)=-2a,得到关于t的一元二次方程,根据△大于等于0列出a与c的不等式,变形可得的范围记作②,求出①②的交集即可得到的范围;(2)由f′(1)=0得到f′(x)=0有一根为1,设出另一根,根据韦达定理可表示出另一根,根据(1)求出的范围求出另一根的范围,由二次函数的性质可知a大于0,令导函数小于0的不等式的解集应该为x大于另一根小于1,所以|m-n|就等于1减另一根,求出1-另一根的范围,由范围即可得到|m-n|的最小值;(3)根据x的范围讨论导函数的正负即可得到函数的单调区间,然后判断t-的范围,即可得到其对应的导函数大于0,即切线的斜率f′(t-)大于0,所以曲线f(x)在处的切线斜率为正.

点评:本题是一道从三个“二次”即二次函数、二次方程和二次不等式的相互关系演变而来的代数推理题.三次函数与二次函数联系紧密,因为将三次函数求导就转化为二次函数.此题以导数的几何意义为载体,巧妙地将导数与函数、方程与不等式等知识综合交汇在一起,对逻辑推理能力的考查达到极致,确实是一道好题.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!