问题 解答题
已知函数F(x)=
1
3
ax3-bx2+cx+d(a≠0)
的图象过原点,f(x)=F′(x),g(x)=f′(x),f(1)=0,函数y=f(x)与y=g(x)的图象交于不同的两点A、B.
(Ⅰ)若y=F(x)在x=-1处取得极大值2,求函数y=F(x)的单调区间;
(Ⅱ)若使g(x)=0的x值满足x∈[-
1
2
1
2
]
,求线段AB在x轴上的射影长的取值范围.
答案

∵F(x)的图象过原点,∴d=0.

又f(x)=F'(x)=ax2-2bx+c,f(1)=0,,∴a+c=2b.…①…(2分)

(Ⅰ)由y=F(x)在x=-1处取得极大值2知:f(-1)=a+2b+c=0,…②

F(-1)=-

1
3
a-b-c=2,…③…(4分)

由①②③得a=3,b=0,c=-3,

∴F(x)=x3-3x.…(5分)

由f(x)=3x2-3≥0,得x≥1或x≤-1;由f(x)=3x2-3≤0,得-1≤x≤1.

∴F(x)的单调递减区间为[-1,1],单调递增区间为(-∞,-1]和[1,+∞).…(7分)

(Ⅱ)f(x)=ax2-2bx+c=ax2-(a+c)x+c,,g(x)=2ax-2b=2ax-(a+c),

y=ax2-(a+c)x+c
y=2ax-(a+c)
,得ax2-(3a+c)x+a+2c=0.…(8分)

设A(x1y1),B(x2y2),则x1+x2=

3a+c
a
=3+
c
a
x1x2=
a+2c
a
=1+2•
c
a

∴线段AB在x轴上的射影长m=|x1-x2|=

(x1+x2)2-4x1x2
=
(
c
a
-1)
2
+4
.…(9分)

g(x)=0,得x=

1
2
(1+
c
a
).由x∈[-
1
2
1
2
]得-2≤
c
a
≤0.…((10分)

∴当

c
a
=-2时,m取最大值
13
;当
c
a
=0时,m取最小值
5

5
≤m≤
13
.…(12分)

单项选择题
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