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 2④
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(
,+∞)