问题 解答题

已知函数f(x)=x3-3a2x+b(a,b∈R)在x=2处的切线方程为y=9x-14.

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)令函数g(x)=x2-2x+k

①若存在x1,x2∈[0,2],使得f(x1)≥g(x2)能成立,求实数k的取值范围;

②设函数y=g(x)的图象与直线x=2交于点P,试问:过点P是否可作曲线y=f(x)的三条切线?若可以,求出k的取值范围;若不可以,则说明理由.

答案

(1)f′(x)=3x2-3a2由f(x)在x=2处的切线方程为y=9x-14

所以

f(2)=9
f(2)=4
12-3a2=9
8-6a2+b=4
a2=1
b=2
故f(x)=x3-3x+2.

(2)①令f′(x)=0即3x2-3=0得x=±1

所以当x∈[0,1]时,有f′(x)<0,此时f(x)递减

当x∈(1,2]时,有f′(x)>0,此时f(x)递增

又因为f(0)=2,f(2)=4,有f(0)<f(2)

所以f(x)max=f(2)=4又知g(x)min=g(1)=1-2+k=k-1

因为存在x1,x2∈[0,2],使得f(x1)≥g(x2)成立 所以有f(x)max≥g(x)min

得:4≥k-1即k≤5

所以实数k的取值范围是(-∞,5].

②由题意知P(2,k)

设切点坐标为(x0,y0),则有y0=x03-3x0+2又切线的斜率为3x02-3

所以其切线方程为:y-(x03-3x0+2)=(3x02-3)(x-x0

因为切线过点P,故有k-(x03-3x0+2)=(3x02-3)(2-x0

即k=-2x03+6x02-4因为过点P可以作曲线f(x)的三条切线

所以方程k=-2x03+6x02-4有三个不同的实数解

令h(x)=-2x3+6x2-4

则由h′(x)=-6x2+12x=0得x=0,x=2

当x∈(-∞,0),(2,+∞)时,有h′(x)<0,此时h(x)递减

当x∈(0,2)时,有h′(x)>0,此时h(x)递增

所以h(x)极大=h(2)=4,h(x)极小=h(0)=-4

所以-4<k<4

故k的取值范围是(-4,4)

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