已知f(x)=x3+bx2+cx+2.
(I)若f(x)在x=1时,有极值-1,求b、c的值;
(II)当b为非零实数时,证明:f(x)的图象不存在与直线(b2-c)x+y+1=0平行的切线;
(III)记函数|f′(x)|(-1≤x≤1)的最大值为M,求证:M≥.
网友回答
解:(1)f′(x)=3x2+2bx+c,
由f(x)在x=1时,有极值-1得
即解得(3分)
当b=1,c=-5时,
f′(x)=3x2+2x-5=(3x+5)(x-1),
当x>1时,f′(x)>0,
当-<x<1时,f′(x)<0.
从而符合在x=1时,f(x)有极值,(4分)
(Ⅱ)假设f(x)图象在x=t处的切线与直线(b2-c)x+y+1=0平行,
∵f′(t)=3t2+2bt+c,
直线(b2-c)x+y+1=0的斜率为c-b2,
∴3t2+2bt+c=c-b2,(7分)
即3t2+2bt+b2=0.
∵△=4(b2-3b2)=-8b2,
又∵b≠0,∴△<0.
从而方程3t2+2bt+b2=0无解,
因此不存在t,使f′(t)=c-b2,
却f(x)的图象不存在与直线(b2-c)x+y+1=0平行的切线.(8分)
(Ⅲ)∵|f′(x)|=|3(x+)2+c|,
①若|-|>1,则M应是|f′(-1)|和|f′(1)|中最大的一个,
∴2M≥|f′(-1)|+|f′(1)|=|3-2b+c|+|3+2b+c|≥|4b|>12,
∴M>6,从而M≥.(10分)
②当-3≤b≤0时,2M≥|f′(-1)|+|f′(,)|
=|3-2b+c|+|c-|≥|-2b+3|=|(b-3)2|≥3,所以M≥.(12分)
③当0<b≤3时,2M≥|f′(1)|+|f′(-)|=|3+2b+c|+|c-|≥|+2b+3|
=|(b+3)2|>3,∴M≥.
综上所述,M≥.(14分)
解析分析:(1)由f(x)在x=1时,有极值-1,可得解得,要注意验证.(Ⅱ)先假设存在,则该直线的斜率等于该点处的导数建立方程3t2+2bt+c=c-b2,即3t2+2bt+b2=0有无根.(Ⅲ)|f′(x)|=|3(x+)2+c|,由二次函数最值求法去讨论求解.
点评:本题主要考查导数的几何意义及导数作为一个函数在解题中的应用.