问题 解答题
已知函数f(x)=
-x3+ax2+bx,  (x<1)
clnx,     (x≥1)
的图象在点(-2,f(-2))处的切线方程为16x+y+20=0.
(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.
答案

(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

f(-2)=8+4a-2b=12
f′(-2)=-12-4a+b=-16
,所以a=1,b=0;

(2)由(1)得,当x<1时,f(x)=-x3+x2

令f′(x)=-3x2+2x=0可得x=0或x=

2
3
,故函数在(-1,0)和(
2
3
,1)上单调递减,在(0,
2
3
)上单调递增

∴x<1时,f(x)的最大值为max{f(-1),f(

2
3
)}=f(-1)=2;

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=

2
ln2
,∴当c>
2
ln2
时,f(x)在[-1,2]上的最大值为f(2)=cln2;

当0<c≤

2
ln2
时,f(x)在[-1,2]上的最大值为f(-1)=2

综上,当c≤

2
ln2
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;

(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
ON
=0,即-t2+(t3+t2)(-t3+t2)=0,

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
ON
=0,即-t2+(t3+t2)•clnt=0,∴c=
1
(t+1)lnt

由于函数g(t)=

1
(t+1)lnt
(t>1)的值域是(0,+∞),实数c的取值范围是(0,+∞)即为所求.

单项选择题 B型题
不定项选择