已知函数f(x)=x3+bx2+cx+2.
(1)若f(x)在x=1时,有极值-1,求b、c的值;
(2)当b为非零实数时,f(x)是否存在与直线(b2-c)x+y+1=0平行的切线,如果存在,求出切线的方程,如果不存在,说明理由;
(3)设函数f(x)的导函数为f′(x),记函数|f′(x)|(-1≤x≤1)的最大值为M,求证:M≥.
网友回答
解:(1)求导函数,可得f′(x)=3x2+2bx+c
∵f(x)在x=1时,有极值-1,
∴f′(1)=0,f(1)=-1
∴3+2b+c=0,1+b+c+2=-1
∴b=1,c=-5;…(3分)
(2)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,
∴3t2+2bt+b2=0
∴△=4b2-12b2=-8b2,
又∵b≠0,∴△<0.
从而3t2+2bt+b2=0无解,因此不存在t,使f′(t)=c-b2,
故f(x)图象不存在与直线(b2-c)x+y+1=0平行的切线.…(8分)
(3)∵|f′(x)|=|,
①若|-|>1,即b>3或b<-3时,M应为f′(-1)与f′(1)中最大的一个,
∴2M≥|f′(-1)|+|f′(1)|≥|f′(-1)-f′(1)|≥|4b|>12
∴M>6>…(10分)
②若-3≤b≤0时,2M≥|f′(-1)|+|f′(-)|≥|f′(-1)-f′(-)|=|(b-3)2|≥3,
∴M≥…(12分)
③若0<b≤3时,2M≥|f′(1)|+|f′(-)|≥|f′(1)-f′(-)|=|(b+3)2|>3,
∴M>
综上,M≥…(14分)
解析分析:(1)求导函数,利用f(x)在x=1时,有极值-1,建立方程,由此可求b、c的值;(2)假设f(x)图象在x=t处的切线与直线(b2-c)x+y+1=0平行,从而f′(t)=c-b2,利用方程△<0,可得结论;(3)|f′(x)|=|,分类讨论:①若|-|>1,即b>3或b<-3时,M应为f′(-1)与f′(1)中最大的一个;②若-3≤b≤0时,2M≥|f′(-1)|+|f′(-)|;③若0<b≤3时,2M≥|f′(1)|+|f′(-)|,由此可得结论.
点评:本题考查导数知识的运用,考查导数的几何意义,考查不等式的证明,考查分类讨论的数学思想,综合性强.