已知函数f(x)=x3-ax2-3x
(1)若f(x)在区间[1,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围;
(2)若x=-是f(x)的一个极值点,求f(x)在[1,a]上的最大值;
(3)在(2)的条件下,是否存在实数b,使得函数g(x)=bx的图象与函数f(x)的图象恰有3个交点,若存在,请求出实数b的取值范围;若不存在,试说明理由.
网友回答
解:(1)求导函数,可得f′(x)=3x2-2ax-3
∵f(x)在区间[1,+∞)上是增函数,
∴f′(x)≥0在区间[1,+∞)上恒成立,
即3x2-2ax-3≥0在区间[1,+∞)上恒成立,
则必有且f′(1)=-2a≥0,
∴a≤0(5分)
(2)依题意x=-是f(x)的一个极值点,∴
即
∴a=4,∴f(x)=x3-4x2-3x(6分)
令f′(x)=3x2-8x-3=0,得则
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
x1(1,3)3(3,4)4f′(x)-0+f(x)-6-18-12∴f(x)在[1,4]上的最大值是f(1)=-6(10分)
(3)函数g(x)=bx的图象与函数f(x)的图象恰有3个交点,
即方程x3-4x2-3x=bx恰有3个不等实根(12分)
∴x3-4x2-3x-bx=0恰有3个不等实根
∵x=0是其中一个根,
∴方程x2-4x-3-b=0有两个非零不等实根,
∴
∴b>-7,且b≠-3(14分)
解析分析:(1)求导函数,可得f′(x)=3x2-2ax-3,利用f(x)在区间[1,+∞)上是增函数,可得3x2-2ax-3≥0在区间[1,+∞)上恒成立,从而可求实数a的取值范围;(2)依题意x=-是f(x)的一个极值点,所以,从而可得f(x)=x3-4x2-3x,利用导数确定函数的单调性与极值,从而可求f(x)在[1,4]上的最大值;(3)函数g(x)=bx的图象与函数f(x)的图象恰有3个交点,即方程x3-4x2-3x=bx恰有3个不等实根,即方程x2-4x-3-b=0有两个非零不等实根,从而可求实数b的取值范围
点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性与最值,考查函数图象的交点问题,解题的关键是将函数g(x)=bx的图象与函数f(x)的图象恰有3个交点,转化为方程x3-4x2-3x=bx恰有3个不等实根.