已知函数f(x)=-x3+ax2+1,(a∈R)
(1)若在f(x)的图象上横坐标为的点处存在垂直于y轴的切线,求a的值;
(2)若f(x)在区间(-2,3)内有两个不同的极值点,求a取值范围;
(3)在(1)的条件下,是否存在实数m,使得函数g(x)=x4-5x3+(2-m)x2+1的图象与函数f(x)的图象恰有三个交点,若存在,试出实数m的值;若不存在,说明理由.
网友回答
解:(1)依题意,f′()=0
∵f′(x)=-3x2+2ax
-3()2+2?a?=0,
∴a=1(3分)
(2)若f(x)在区间(-2,3)内有两个不同的极值点,
则方程f′(x)=0在区间(-2,3)内有两个不同的实根,
∴△>0,f′(-2)<0,f′(3)<0,-2<<3,
解得-3<a<且a≠0
但a=0时,f(x)=-x3+1无极值点,
∴a的取值范围为(-3,0)∪(0,)(8分)
(3)在(1)的条件下,a=1,
要使函数f(x)与g(x)=x4-5x3+(2-m)x2+1的图象恰有三个交点,
等价于方程-x3+x2+1=x4-5x3+(2-m)x2+1,
即方程x2(x2-4x+1-m)=0恰有三个不同的实根.
∵x=0是一个根,
∴应使方程x2-4x+1-m=0有两个非零的不等实根,
由△=16-4(1-m)>0,1-m≠0,解得m>-3,m≠1(12分)
∴存在m∈(-3,1)∪(1,+∞),
使用函数f(x)与g(x)=x4-5x3+(2-m)x2+1的图象恰有三个交点(13分)
解析分析:(1)先求出函数的导数,再由f′()=0求解a.(2)将“f(x)在区间(-2,3)内有两个不同的极值点”转化为“方程f′(x)=0在区间(-2,3)内有两个不同的实根”,用△>0求解.(3)在(1)的条件下,a=1,“要使函数f(x)与g(x)=x4-5x3+(2-m)x2+1的图象恰有三个交点”即为“方程x2(x2-4x+1m)=0恰有三个不同的实根”.因为x=0是一个根,所以方程x2-4x+1-m=0应有两个非零的不等实根,再用判别式求解.
点评:本题主要考查函数与方程的综合运用,主要涉及了方程的根与函数的零点间的转化.还考查了计算能力和综合运用知识的能力.