设函数f(x)= x 3 - x 2 +bx+c,其中a>0,曲线y=f(x)在点P(0,f(0))处的切线方程为

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  • 设函数f(x)=

    x 3

    x 2+bx+c,其中a>0,曲线y=f(x)在点P(0,f(0))处的切线方程为y=1.

    (1)确定b,c的值;

    (2)设曲线y=f(x)在点(x 1,f(x 1))及(x 2,f(x 2))处的切线都过点(0,2).

    证明:当x 1≠x 2时,f ′(x 1)≠f ′(x 2);

    (3)若过点(0,2)可作曲线y=f(x)的三条不同切线,求a的取值范围.

    (1)由f(x)=

    x 3

    x 2+bx+c,得f(0)=c,f ′(x)=x 2-ax+b,f ′(0)=b,

    又由曲线y=f(x)在点P(0,f(0))处的切线方程为y=1,得f(0)=1,f ′(0)=0,故b=0,c=1.

    (2)f(x)=

    x 3

    x 2+1,f ′(x)=x 2-ax,由于点(t,f(t))处的切线方程为y-f(t)=f ′(t)(x-t),

    而点(0,2)在切线上,所以2-f(t)=f ′(t)(-t),化简得

    t 3

    t 2+1=0,

    即t满足的方程为

    t 3

    t 2+1=0,

    下面用反证法证明:假设f ′(x 1)=f ′(x 2),

    由于曲线y=f(x)在点(x 1,f(x 1))及(x 2,f(x 2))处的切线都过点(0,2),则下列等式成立:

    由③得x 1+x 2=a,由①-②得x 1 2+x 1x 2+x 22=

    a 2

    又x 1 2+x 1●x 2+x 2 2=(x 1+x 2) 2-x 1x 2=a 2-x 1(a-x 2)=x 1 2-ax 1+a 2=(x 1

    ) 2

    a 2

    a 2
    故由④得,x 1

    ,此时x 2

    与x 1≠x 2矛盾,所以f ′(x 1)≠f ′(x 2).

    (3)由(2)知,过点(0,2)可作y=f(x)的三条切线,等价于方程2-f(t)=f ′(t)(0-t)有三个相异的实根,即等价于方程

    t 3

    t 2+1=0有三个相异的实根.

    设g(t)=

    t 3

    t 2+1,则g′(t)=2t 2-at=2t(t-

    )

    由于a>0,故有

    由g(t)的单调性可知:要使g(t)=0有三个相异的实根,当且仅当1-

    <0,即a>

    ∴a的取值范围是(

    ,+∞)