解题思路:(1):已知f′(-1)=0,根据求导数的方法先求出f′(x),把x=-1代入得到关于a和b的等式解出b即可;
(2):令f′(x)=0求出稳定点时x的值1-2a和-1,根据1-2a和-1的大、小、相等分三种情况讨论函数的增减性即可;
(3):由(1)求出极值点,由两点式求出直线方程,与曲线方程联立判断有无其他公共点.
(1)依题意,得f'(x)=x2+2ax+b
由f'(-1)=1-2a+b=0得b=2a-1
(2)由(1)得f(x)=
1
3x3+ax2+(2a−1)x
故f'(x)=x2+2ax+2a-1=(x+1)(x+2a-1)
令f'(x)=0,得x=-1或x=1-2a
当x变化时,f'(x)与f(x)的变化情况如下表:
x(-∞,1-2a)(1-2a,-1)(-1+∞)
f'(x)+-+
f(x)单调递增单调递减单调递增①当a>1时,1-2a<-1由此得,函数f(x)的单调增区间为(-∞,1-2a)和(-1,+∞),单调减区间为(1-2a,-1).
②当a=1时,1-2a=-1.此时f′(x)≥0恒成立,且仅在x=-1处f′(x)=0故函数f(x)的单调增区间为R.
③当a<1时,1-2a>-1同理可得函数f(x)的单调增区间为(-∞,-1)和(1-2a,+∞)单调减区间为(-1,1-2a).
(3):当a=3时,f(x)=[1/3]x3+3x2+5x,
由得f'(x)=x2+6x+5,解得x=-5或x=-1,
由(2)知函数f(x)的单调增区间为(-∞,-5)和(-1,+∞),单调减区间为(-5,-1)
∴函数f(x)在x1=-5,x2=-1处取得极值,
故M(−5,
25
3),N(−1,−
7
3)
∴直线MN的方程为,y=-[8/3]x-5.
由
y=
1
3x3+3x2+5x
y=−
8
3x−5消去y得:得x3+9x2+23x+15=0,
令F(x)=x3+9x2+23x+15.
易得F(-4)=3>0,F(-2)=-3<0,而F(x)的图象在(-4,-2)内是一条连续不断的曲线,
故F(x)在(-4,-2)内存在零点x0,这表明线段MN与曲线f(x)有异于M,N的公共点.
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.
考点点评: 本小题主要考查函数、导数等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查函数与方程思想、数形结合思想、化归与转化思想、分类与整合思想.