已知函数f(x)=[1/3x3−ax2+(a2−1)x+b(a,b∈R).

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  • 解题思路:(1)根据求导公式和法则求出函数的导数,再由二次函数是偶函数的条件求出a的值;

    (2)把x=1代入切线方程求出f(1),再把此点代入曲线方程及把x=1代入导函数列方程组求a和b,求出临界点和单调区间,再求出极值和端点处的函数值,进行比较得最大值;

    (3)将条件转化为“函数f'(x)在(-1,1)存在零点”,求出f'(x)=0的根,再结合区间长度判断出:f'(x)在(-1,1)只有一个零点,列出列出不等式进行求解.

    (1)由题意得,f'(x)=x2-2ax+a2-1,

    ∵f'(x)是偶函数,∴-2a=0,解得a=0,

    (2)由题意知(1,f(1))在x+y-3=0上,∴f(1)=2,

    又∵(1,2)在y=f(x)上,∴2=

    1

    3−a+a2−1+b ①,

    由f'(1)=-1,得1-2a+a2-1=-1 ②

    由①②,解得a=1,b=

    8

    3],

    ∴f(x)=

    1

    3x3−x2+

    8

    3,f′(x)=x2−2x,

    由f'(x)=0得x=0或x=2,

    当x<0或x>2时,f'(x)>0;当0<x<2时,f'(x)<0;

    ∴函数y=f(x)的减区间为(0,2),增区间为(-∞,0),(2,+∞),

    ∴x=0或x=2是f(x)的极值点.

    ∵f(0)=

    8

    3,f(2)=

    4

    3,f(−2)=−4,f(4)=8,

    ∴f(x)在区间[-2,4]上的最大值为8.

    (3)∵函数f(x)在区间(-1,1)不单调,∴以函数f'(x)在(-1,1)存在零点.

    由f'(x)=0得,x2-2ax+a2-1=0,解得x=a-1或x=a+1,则区间长为2,

    ∴在区间(-1,1)上不可能有2个零点,即f'(x)在(-1,1)只有一个零点.

    则f'(-1)f'(1)<0,即a2(a+2)(a-2)<0,

    ∵a2>0,∴(a+2)(a-2)<0,解得-2<a<2.

    又由a≠0,a的取值范围为(-2,0)∪(0,2).

    点评:

    本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本题考查了导数的综合应用:导数的几何意义,导数与函数的单调性、极值和最值问题,以及函数零点等,考查了转化思想和分析、解决问题的能力.