已知函数f(x)=ax3+bx2+cx+d在x=0处取得极值,且过原点,曲线y=f(x)在P(-1,2)处的切线l的斜率是-3
(1)求f(x)的解析式;
(2)若y=f(x)在区间[2m-1,m+1]上是增函数,数m的取值范围;
(3)若对任意x1,x2∈[-1,1],不等式|f(x1)-f(x2)|≤m恒成立,求m的最小值.
网友回答
解:(1)∵曲线y=f(x)过原点,∴d=0.
由f(x)=ax3+bx2+cx+d,得:f'(x)=3ax2+2bx+c,
又x=0是f(x)的极值点,∴f'(0)=0,∴c=0,
∵过点P(-1,2)的切线l的斜率为f'(-1)=3a-2b,
由,得:,解得:.
故f(x)=x3+3x2;
(2)f'(x)=3x2+6x=3x(x+2),
令f'(x)>0,即x(x+2)>0,∴x>0或x<-2
∴f(x)的增区间为(-∞,-2]和[0,+∞).
∵f(x)在区间[2m-1,m+1]上是增函数,∴[2m-1,m+1]?(-∞,-2]或[2m-1,m+1]?[0,+∞);???
∴或.
解得:m≤-3或;
(3)由(2)知,函数f(x)在[-1,0]上为减函数,在(0,1]上为增函数.
∵f(0)=0,f(-1)=2,f(1)=4,∴f(x)在区间[-1,1]上的最大值M为4,最小值N为0,
故对任意x1,x2∈[-1,1],有|f(x1)-f(x2)|≤M-N=4-0=4,
要使对任意x1,x2∈[-1,1],不等式|f(x1)-f(x2)|≤m恒成立,则m≥4.
所以,m最小值为4.
解析分析:(1)由函数图象过原点求出d的值,由f′(0)=0求出c的值,再由曲线y=f(x)在P(-1,2)处的切线l的斜率是-3,列关于a,b的方程组,解方程组求解a,b的值,则函数解析式可求;(2)求出函数的导函数,由导函数的符号判断函数的单调区间,根据y=f(x)在区间[2m-1,m+1]上是增函数,说明区间[2m-1,m+1]是求出的函数增区间的子集,由集合的关系分类列关于m的不等式组,则m的取值范围可求;(3)利用函数的单调性求出函数f(x)在区间[-1,1]内的最值,对任意x1,x2∈[-1,1],|f(x1)-f(x2)|恒小于等于最大值与最小值差的绝对值,由此可以求得使不等式|f(x1)-f(x2)|≤m恒成立的m的最小值.
点评:本题考查了函数解析式的常用求法,考查了函数在某点处取得极值的条件,注意的是极值点处的导数等于0,考查了函数在某点处切线的斜率与该点处导数的关系,函数在某一区间内任意两点的函数值的差的绝对值,一定小于等于函数在该区间内最大值与最小值差的绝对值.此题是中档题.