问题 解答题
已知函数f(x)=
1
3
ax3-
1
4
x2
+cx+d(a,c,d∈R)满足f(0)=0,f'(1)=0,且f'(x)≥0在R上恒成立.
(1)求a,c,d的值;
(2)若h(x)=
3
4
x2-bx+
b
2
-
1
4
,解不等式f'(x)+h(x)<0;
(3)是否存在实数m,使函数g(x)=f'(x)-mx在区间[m,m+2]上有最小值-5?若存在,请求出实数m的值;若不存在,请说明理由.
答案

(1)∵f(0)=0,∴d=0

f′(x)=ax2-

1
2
x+c及f′(1)=0,有a+c=
1
2

f′(x)≥0在R上恒成立,即ax2-

1
2
x+c≥0恒成立

显然a=0时,上式不能恒成立∴a≠0,函数f′(x)=ax2-

1
2
x+
1
2
-a是二次函数

由于对一切x∈R,都有f'(x)≥0,于是由二次函数的性质可得

a>0
(-
1
2
)2-4a(
1
2
-a)≤0.

a>0
a2-
1
2
a+
1
16
≤0
,即
a>0
(a-
1
4
)2≤0
,解得:a=
1
4
a=c=
1
4

(2)∵a=c=

1
4
.∴f′(x)=
1
4
x2-
1
2
x+
1
4
.

由f′(x)+h(x)<0,即

1
4
x2-
1
2
x+
1
4
+
3
4
x2-bx+
b
2
-
1
4
<0

x2-(b+

1
2
)x+
b
2
<0,即(x-b)(x-
1
2
)<0

b>

1
2
时,解集为(
1
2
,b),当b<
1
2
时,解集为(b,
1
2
),当b=
1
2
时,解集为ϕ

(3)∵a=c=

1
4
,∴f′(x)=
1
4
x2-
1
2
x+
1
4

g(x)=f′(x)-mx=

1
4
x2-(
1
2
+m)x+
1
4
.

该函数图象开口向上,且对称轴为x=2m+1.

假设存在实数m使函数g(x)=f′(x)-mx=

1
4
x2-(
1
2
+m)x+
1
4
区间[m.m+2]上有最小值-5.

①当m<-1时,2m+1<m,函数g(x)在区间[m,n+2]上是递增的.

g(m)=-5,即

1
4
m2-(
1
2
+m)m+
1
4
=-5.

解得m=-3或m=

7
3
.∵
7
3
>-1
,∴m=
7
3
舍去

②当-1≤m<1时,m≤2m+1<m+2,函数g(x)在区间[m,2m+1]上是递减的,

而在区间[2m+1,m+2]上是递增的,∴g(2m+1)=-5.

1
4
(2m+1)2-(
1
2
+m)(2m+1)+
1
4
=-5

解得m=-

1
2
-
1
2
21
或m=-
1
2
+
1
2
21
,均应舍去

③当m≥1时,2m+1≥m+2,函数g(x)在区间[m,m+2]上递减的∴g(m+2)=-5

1
4
(m+2)2-(
1
2
+m)(m+2)+
1
4
=-5.

解得m=-1-2

2
或m-1+2
2
.其中m-1-2
2
应舍去.

综上可得,当m=-3或m=-1+2

2
时,

函数g(x)=f'(x)-mx在区间[m,m+2]上有最小值-5.

单项选择题
单项选择题