已知函数f(x)=
(1)求实数a、b的值; (2)求函数f(x)在区间[-1,2]上的最大值; (3)曲线y=f(x)上存在两点M、N,使得△MON是以坐标原点O为直角顶点的直角三角形,且斜边MN的中点在y轴上,求实数c的取值范围. |
(1)当x<1时,f′(x)=-3x2+2ax+b.
因为函数图象在点(-2,f(-2))处的切线方程为16x+y+20=0,所以切点坐标为(-2,12),
所以
,所以a=1,b=0;f(-2)=8+4a-2b=12 f′(-2)=-12-4a+b=-16
(2)由(1)得,当x<1时,f(x)=-x3+x2,
令f′(x)=-3x2+2x=0可得x=0或x=
,故函数在(-1,0)和(2 3
,1)上单调递减,在(0,2 3
)上单调递增2 3
∴x<1时,f(x)的最大值为max{f(-1),f(
)}=f(-1)=2;2 3
当1≤x≤2时,f(x)=clnx
当c≤0时,clnx≤0恒成立,f(x)≤0<2,此时f(x)在[-1,2]上的最大值为f(-1)=2;
当c>0时,f(x)在[-1,2]上单调递增,且f(2)=cln2
令cln2=2,则c=
,∴当c>2 ln2
时,f(x)在[-1,2]上的最大值为f(2)=cln2;2 ln2
当0<c≤
时,f(x)在[-1,2]上的最大值为f(-1)=22 ln2
综上,当c≤
时,f(x)在[-1,2]上的最大值为2,当c>2 ln2
时,f(x)在[-1,2]上的最大值为cln2;2 ln2
(3)f(x)=
,-x3+x2, (x<1) clnx, (x≥1)
根据条件M,N的横坐标互为相反数,不妨设M(-t,t3+t2),N(t,f(t)),(t>0).
若t<1,则f(t)=-t3+t2,
由∠MON是直角得,
•OM
=0,即-t2+(t3+t2)(-t3+t2)=0,ON
即t4-t2+1=0.此时无解;
若t≥1,则f(t)=clnt.
由于MN的中点在y轴上,且∠MON是直角,所以N点不可能在x轴上,即t≠1.
同理由
•OM
=0,即-t2+(t3+t2)•clnt=0,∴c=ON
.1 (t+1)lnt
由于函数g(t)=
(t>1)的值域是(0,+∞),实数c的取值范围是(0,+∞)即为所求.1 (t+1)lnt