设直线l:y=5x+4是曲线C:f(x)=
(Ⅰ)求切点坐标及m的值; (Ⅱ)当m∈Z时,存在x∈[0,+∞)使f(x)≤g(x)成立,求实数a的取值范围. |
(Ⅰ)设直线l与曲线C相切于点P(x0,y0),
∵f'(x)=x2-2x+2,∴x02-2x0+2=5,解得x0=-1或x0=3,
当x0=-1时,y0=-1,∵P(-1,-1)在曲线C上,∴m=
,7 3
当x0=3时,y0=19,∵P(3,19)在曲线C上,∴m=13,
∴切点P(-1,-1),m=
,7 3
切点P(3,19),m=13.
(Ⅱ)解法一:∵m∈Z,∴m=13,
设h(x)=f(x)-g(x)=
x3-(1+a)x2+36,1 3
若存在x∈[0,+∞)使f(x)≤g(x)成立,则只要h(x)min≤0,
h'(x)=x2-2(1+a)x=x[x-2(1+a)],
(ⅰ)若1+a≥0即a≥-1,令h'(x)>0,得x>2(1+a)或x<0,
∵x∈[0,+∞),∴h(x)在(2(1+a),+∞)上是增函数,
令h'(x)≤0,解得0≤x≤2(1+a),
∴h(x)在[0,2(1+a)]上是减函数,∴h(x)min=h(2(1+a)),
令h(2(1+a))≤0,解得a≥2,
(ⅱ)若1+a<0即a<-1,令h'(x)>0,解得x<2(1+a)或x>0,
∵x∈[0,+∞),∴h(x)在(0,+∞)上是增函数,∴h(x)min=h(0),
令h(0)≤0,不等式无解,∴a不存在,
综合(ⅰ)(ⅱ)得,实数a的取值范围为[2,+∞).
解法二:由f(x)≤g(x)得ax2≥
x3-x2+36,1 3
(ⅰ)当x≠0时,a≥
x+1 3
-1,设h(x)=36 x2
x+1 3
-136 x2
若存在x∈[0,+∞)使f(x)≤g(x)成立,则只要h(x)min≤a,
h′(x)=
-1 3
=72 x3
,x3-63 3x3
令h'(x)≥0解得x≥6,∴h(x)在[6+∞)上是增函数,
令h'(x)<0,解得0<x<6,∴h(x)在(0,6)上是减函数,
∴h(x)min=h(6)=2,∴a≥2,
(ⅱ)当x=0时,不等式ax2≥
x3-x2+36不成立,1 3
∴a不存在,
综合(ⅰ)(ⅱ)得,实数a的取值范围为[2,+∞).