已知f(x)=x3+bx2+cx-b(b<0)在[-1,0]和[0,2]上有相反的单调性.

1个回答

  • 解题思路:(I)由f(x)在[-1,0]和[0,2]上有相反的单调性,知x=0是f(x)的一个极值点,从而可得结论;

    (II)确定A,B为f(x)的极值点,利用函数f(x)在区间[m,n]上存在零点,根据零点存在定理,即可求实数b的取值范围;

    (III)先确定-6≤b≤-3,再假设存在点M(x0,y0)使得f(x)在M处切线斜率为2b,则f'(x0)=2b,由此可得结论.

    (Ⅰ)f'(x)=3x2+2bx+c,…(1分)

    由f(x)在[-1,0]和[0,2]上有相反的单调性,

    知x=0是f(x)的一个极值点.…(2分)

    ∴f'(0)=0,得c=0.…(3分)

    (Ⅱ)令f'(x)=0,得3x2+2bx=0,∴x1=0,x2=−

    2

    3b(b<0).…(4分)

    ∵f(x)的图象上在两点A(m,f(m))、B(n,f(n))处的切线都与y轴垂直,

    ∴A,B为f(x)的极值点.…(5分)

    则m=0,n=−

    2

    3b(b<0).…(6分)

    又f(0)=−b,f(−

    2

    3b)=

    4

    27b3−b

    若f(x)在[0,−

    2

    3b]上存在零点.

    ∵f(0)=-b>0,

    则f(−

    2

    3b)=

    4

    27b3−b≤0.…(7分)

    ∵b<0,∴[4/27b2≥1,b2≥

    27

    4],∴b≤−

    3

    3

    2.…(8分)

    (Ⅲ)由(Ⅱ),知由f'(x)=0,

    得x1=0,x2=−

    2

    3b(b<0).

    ∵f(x)在[0,2]和[4,5]上有相反的单调性,f'(x)在[0,2]和[4,5]上有相反的符号,…(9分)

    ∴2≤−

    2

    3b≤4,

    即-6≤b≤-3.…(10分)

    假设存在点M(x0,y0)使得f(x)在M处切线斜率为2b,

    则f'(x0)=2b,即3x20+2bx0-2b=0,…(11分)

    △=4b2+24b=4(b2+6b)=4(b+3)2-3b,

    ∵-6≤b≤-3,∴-3b≤△≤0,…(12分)

    当b=-6时,△=0,

    由3x02−12x0+12=0得x0=2,

    故存在这样点M,坐标为(2,-10).…(14分)

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数的零点;利用导数研究曲线上某点切线方程.

    考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数零点,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.