问题 解答题

已知函数f(x)=x3-ax2+bx+c.

(Ⅰ)若函数y=f(x)的图象上存在点P,使P点处的切线与x轴平行,求实数a,b的关系式;

(Ⅱ)若函数f(x)在x=-1和x=3时取得极值,且其图象与x轴有且只有3个交点,求实数c的取值范围.

答案

(Ⅰ)f'(x)=3x2-2ax+b,设切点为P(x0,y0),

则曲线y=f(x)在点P处的切线的斜率k=f'(x0)=3x02-2ax0+b,

由题意,知f'(x0)=3x02-2ax0+b=0有解,

∴△=4a2-12b≥0即a2≥3b.

(Ⅱ)由已知可得x=-1和x=3是方程f'(x)=3x2-2ax+b=0的两根,

-1+3=

2a
3
-1×3=
b
3

∴a=3,b=-9.(7分)

∴f'(x)=3(x+1)(x-3),

∴f(x)在x=-1处取得极大值,在x=3处取得极小值.

∵函数y=f(x)的图象与x轴有且只有3个交点,∴

f(-1)>0
f(3)<0.

又f(x)=x3-3x2-9x+c,∴

-1-3+9+c>0
27-27-27+c<0

解得-5<c<27.

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