已知函数f(x)=ax 3 +bx 2 ﹣3x在x=±1处取得极值

已知函数f(x)=ax 3 +bx 2 ﹣3x在x=±1处取得极值
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求证:对于区间[﹣1,1]上任意两个自变量的值x 1 ,x 2 ,都有|f(x 1 )﹣f(x 2 )|≤4;(3)若过点A(1,m)(m≠﹣2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的范围.
cjcc 1年前 已收到1个回答 举报

egardener 幼苗

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(1)f′(x)=3ax 2 +2bx﹣3,
依题意,f′(1)=f′(﹣1)=0,解得a=1,b=0.
∴f(x)=x 3 ﹣3x
(2)∵f(x)=x 3 ﹣3x,
∴f′(x)=3x 2 ﹣3=3(x+1)(x﹣1),
当﹣1<x<1时,f′(x)<0,
故f(x)在区间[﹣1,1]上为减函数,
f max (x)=f(﹣1)=2,f min (x)=f(1)=﹣2
∵对于区间[﹣1,1]上任意两个自变量的值x 1 ,x 2
都有|f(x 1 )﹣f(x 2 )|≤|f max (x)﹣f min (x)| |f(x 1 )﹣f(x 2 )|≤|f max (x)﹣f min (x)|
=2﹣(﹣2)=4 (3)
f′(x)=3x 2 ﹣3=3(x+1)(x﹣1),
∵曲线方程为y=x 3 ﹣3x,
∴点A(1,m)不在曲线上.
设切点为M(x 0 ,y 0 ),
切线的斜率为 (左边用导数求出,右边用斜率的两点式求出),
整理得2x 0 3 ﹣3x 0 2 +m+3=0.
∵过点A(1,m)可作曲线的三条切线,
故此方程有三个不同解,
下研究方程解有三个时参数所满足的条件
设g(x 0 )=2x 0 3 ﹣3x 0 2 +m+3,
则g′(x 0 )=6x 0 2 ﹣6x 0
由g′(x 0 )=0,得x 0 =0或x 0 =1.
∴g(x 0 )在(﹣∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减.
∴函数g(x 0 )=2x 0 3 ﹣3x 0 2 +m+3的极值点为x 0 =0,x 0 =1
∴关于x 0 方程2x 0 3 ﹣3x 0 2 +m+3=0有三个实根的充要条件是
解得﹣3<m<﹣2.
故所求的实数a的取值范围是﹣3<m<﹣2.

1年前

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