在R上定义运算⊗:p⊗q=-[1/3](p-c)(q-b)+4bc(b、c为实常数).记f1(x)=x2-2c,f2(x

在R上定义运算⊗:p⊗q=-[1/3](p-c)(q-b)+4bc(b、c为实常数).记f1(x)=x2-2c,f2(x)=x-2b,x∈R.令f(x)=f1(x)⊗f2(x).
(Ⅰ)如果函数f(x)在x=1处有极值-[4/3],试确定b、c的值;
(Ⅱ)求曲线y=f(x)上斜率为c的切线与该曲线的公共点;
(Ⅲ)记g(x)=|f′(x)|(-1≤x≤1)的最大值为M.若M≥k对任意的b、c恒成立,试求k的最大值.
大雨头 1年前 已收到1个回答 举报

骆驼阿七 幼苗

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解题思路:(1)由定义求出f(x)和导数.(1)由题意得,f(1)=-[4/3]且f′(1)=0,解出b,c 并检验即可;
(2)因为切线的斜率为c,则解出f′(t)=c时t的值得到切点坐标,写出切线方程与曲线解析式联立求出公共点可知公共点的个数;
(3)根据题意得到g(x)的解析式,利用已知求出g(x)的最大值M,利用M≥k列出不等式求出k的取值范围即可.

(I)依题意:已知f1(x)=x2-2c,f2(x)=x-2b,f(x)=f1(x)f2(x).
得f(x)=[1/3]x3+bx2+cx+bc,


f(1)=
4
3
f′(1)=0得

b=1
c=−1或

b=1
c=3.
若得

b=1
c=−1,
f(x)=[1/3]x3+x2-x-1,
f′(x)=-x2+2x-1=-(x-1)2≤0,f(x)在R上单调递减,在x=1处无极值;


b=1
c=3,f(x)=[1/3]x3-x2+3x-3,
f′(x)=-x2-2x+3=-(x-1)(x+3),直接讨论知,
f(x)在x=1处有极大值,所以

b=1
c=3即为所求;
(Ⅱ)f′(t)=c得t=0或t=2b,切点分别为(0,bc)、(2b,3bc+[4/3]b3),
相应的切线为y=cx+bc或y=cx+bc+[4/3]b3
解cx+bc=-[1/3]x3+bx2+cx+bc,
得x=0或x=3b;
解cx+bc+[4/3]b3=-[1/3]x3+bx2+cx+bc,
即x3-3bx2+4b3=0
得x=-b或x=2b.
综合可知,b=0时,斜率为c的切线只有一条,与曲线的公共点只有(0,0),b≠0时,
斜率为c的切线有两条,与曲线的公共点分别为(0,bc)、(3b,4bc)和(2b,[4/3]b3+3bc)、(-b,[4/3]b3
(Ⅲ)g(x)=|-(x-b)2+b2+c|.
若|b|>1,则f′(x)在[-1,1]是单调函数,
因为|b|>1,所以函数y=f′(x)的对称轴x=b位于区间[-1,1]之外,
所以f′(x)在[-1,1]上的最值在两端点处取得.
故M应是g(1)和g(-1)中较大的一个.
假设M≤2,则g(-1)=|-1-2b+c|≤2,
g(1)=|-1+2b+c|≤2,
将上述两式相加得:4≥|-1-2b+c|+|-1+2b+c|≥4|b|>4,导致矛盾,
所以M>2.
若|b|≤1,f′(x)在x=b∈[-1,1]取极值,
则M=max{|f′(x)|,|f′(1)|,|f′(b)|},f′(b)-f′(±1)=(b∓1)2.;
若-1≤b<0,f′(1)≤f′(-1)≤f′(b)
则M=max{||f′(1)|,|f′(b)|}≥[1/2]|f′(1)-f′(b)|=[1/2](b-1)2≥[1/2]
若0≤b≤1,f′(-1)≤f′(1)≤f′(b),
M=max{||f′(-1)|,|f′(b)|}≥[1/2]|f′(-1)-f′(b)|=[1/2](b+1)2≥[1/2]
当b=0,c=[1/2]时,g(x)=|f′(x)|=|-x2+[1/2]|在[-1,1]上的最大值M=[1/2].
所以,k的取值范围是(-∞,[1/2]].k的最大值为[1/2].

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;利用导数研究曲线上某点切线方程.

考点点评: 本题考查函数的导数的综合运用:求单调区间和求极值,考查不等式有解转化为求函数的最值及参数分离法,构造函数求最值,是解题的关键,属于难题

1年前

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