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.