已知函数f(x)=ax3+bx2+c(a,b,c∈R,a≠0)的图象过点P(?1,2),且在点P处的切线与直线x-3y=0垂直.(1)若c∈[0,1),试求函数f(x

发布时间:2020-07-31 17:39:25

已知函数f(x)=ax3+bx2+c(a,b,c∈R,a≠0)的图象过点P(?1,2),且在点P处的切线与直线x-3y=0垂直.
(1)若c∈[0,1),试求函数f(x)的单调区间;
(2)若a>0,b>0且(-∞,m),(n,+∞)是f(x)的单调递增区间,试求n-m-2c的范围.

网友回答

解:由f(x)=ax3+bx2+c的图象过点P(-1,2)可知:-a+b+c=2①,
又f′(x)=3ax2+2bx,因为f(x)点P处的切线与直线x-3y=0垂直,
所以f′(-1)=3a-2b=-3②,
联立①②解得:a=1-2c,b=3-3c,
则f′(x)=3(1-2c)x2+6(1-c)x,
(i)当c∈[0,)时,1-2c>0,
令f′(x)=0,解得x1=0,x2=-<0,
显然,当x>0或x<-时,f′(x)>0;当-<x<0时,f′(x)<0,
所以当c∈[0,)时,f(x)的单调递增区间是(-∞,-)和(0,+∞),
f(x)的单调递减区间是(0,-);
(ii)当a∈(,1)时,f(x)的单调递减区间是(-,+∞)和(-∞,0),
f(x)的单调递增区间是(0,-);
(2)当a>0,b>0时,令f′(x)=3ax2+2bx=x(3ax+2b)=0,解得:x=0或x=-<0,
由(-∞,m),(n,+∞)是f(x)的单调递增区间,得到m=-,n=0,
又a=1-2c>0,b=3-3c>0,得到c<,即1-2c>0,
则n-m-2c=-2c=-2c=+(1-2c)≥2,当且仅当1-2c=即c=0或1时取等号,
所以n-m-2c的范围是[2,+∞).

解析分析:(1)把点P的坐标代入f(x)中,得到a,b及c的关系式,记作①,求出f(x)的导函数,又函数在P处的切线与直线x-3y=0垂直,得到切线的斜率为-3,所以把x=1代入导函数中得到导函数值等于-3,列出关于a,b及c的另一关系式,记作②,联立①②,利用c表示出a与b,代入导函数中得到导函数的系数与c有关,然后根据c的范围,分c大于等于0小于和c大于等于小于1两种情况,讨论导函数的正负进而得到相应的函数的单调区间;(2)当a与b群殴大于0时,得到导函数等于0时x的两个值,根据(-∞,m),(n,+∞)是f(x)的单调递增区间,得到m与n关于a与b的关系式,根据(1)中用c表示的a与b代入所求的式子中,得到关于c的关系式,化简后,由a与b都大于0解出c的取值范围,利用基本不等式即可求出所求式子的范围.

点评:此题考查学生会利用导函数的正负确定函数的单调区间,考查分类讨论的数学思想,会利用基本不等式求函数的最小值,是一道中档题.
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