问题 解答题
已知函数f(x)=
x3
3
+x2+3ax+1
,动直线l的斜率k=2.
(1)若存在直线l与f(x)的图象相切,求a的取值范围;
(2)若恰好有一条直线l与f(x)的图象相切,求直线l的方程;
(3)若动直线l与f(x)的图象相切点A(x1,y1),且x1∈[-2,2],求a的取值范围.
答案

由题意得f'(x)=x2+2x+3a.

(1)若存在直线l与f(x)的图象相切,设l的斜率为k,

则x2+2x+3a=2,3a=2-x2-2x≤3⇒a≤1,

∴a的取值范围(-∞,1];

(2)若恰好有一条直线l与f(x)的图象相切,

设切点M(x,y),则x2+2x+3a=2有惟一解,⇒△=0⇒a=1,

且x=-1,切点M(-1,-

4
3
),

∴直线l的方程为:y+

4
3
=2(x+1),即:2x+y+
2
3
=0;

(3)若动直线l与f(x)的图象相切点A(x1,y1),

则x12+2x1+3a=2且x1∈[-2,2],

3a=2-x12-2x1∈[-6,3],⇒a∈[-2,1]

故a的取值范围[-2,1].

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