问题 解答题
已知函数f(x)=-x3+ax2+1,(a∈R)
(1)若在f(x)的图象上横坐标为
2
3
的点处存在垂直于y轴的切线,求a的值;
(2)若f(x)在区间(-2,3)内有两个不同的极值点,求a取值范围;
(3)在(1)的条件下,是否存在实数m,使得函数g(x)=x4-5x3+(2-m)x2+1的图象与函数f(x)的图象恰有三个交点,若存在,试出实数m的值;若不存在,说明理由.
答案

(1)依题意,f′(

2
3
)=0

∵f′(x)=-3x2+2ax

-3(

2
3
2+2•a•
2
3
=0,

∴a=1(3分)

(2)若f(x)在区间(-2,3)内有两个不同的极值点,

则方程f′(x)=0在区间(-2,3)内有两个不同的实根,

∴△>0,f′(-2)<0,f′(3)<0,-2<

a
3
<3,

解得-3<a<

9
2
且a≠0

但a=0时,f(x)=-x3+1无极值点,

∴a的取值范围为(-3,0)∪(0,

9
2
)(8分)

(3)在(1)的条件下,a=1,

要使函数f(x)与g(x)=x4-5x3+(2-m)x2+1的图象恰有三个交点,

等价于方程-x3+x2+1=x4-5x3+(2-m)x2+1,

即方程x2(x2-4x+1-m)=0恰有三个不同的实根.

∵x=0是一个根,

∴应使方程x2-4x+1-m=0有两个非零的不等实根,

由△=16-4(1-m)>0,1-m≠0,解得m>-3,m≠1(12分)

∴存在m∈(-3,1)∪(1,+∞),

使用函数f(x)与g(x)=x4-5x3+(2-m)x2+1的图象恰有三个交点(13分)

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