问题
解答题
已知函数f(x)=ax3+bx2+(b-a)x(a,b不同时为零的常数),导函数为f′(x). (1)当a=
(2)求证:函数y=f′(x)在(-1,0)内至少有一个零点; (3)若函数f(x)为奇函数,且在x=1处的切线垂直于直线x+2y-3=0,关于x的方程f(x)=-
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答案
(1)当a=
时,f′(x)=x2+2bx+b-1 3
=(x+b)2-b2+b-1 3
,1 3
其对称轴为直线x=-b,当
,解得b<-b≥-2 f′(-3)>0
,26 15
当
,b无解,-b<-2 f′(-1)>0
所以b的取值范围为(-∞ ,
);(4分)26 15
(2)因为f′(x)=3ax2+2bx+(b-a),
∴f′(0)=b-a,f'(-1)=2a-b,f′(-
)=1 3
.b-2a 3
由于a,b不同时为零,所以f′(-
)•f′(-1)<0,故结论成立.1 3
(3)因为f(x)=ax3+bx2+(b-a)x为奇函数,所以b=0,所以f(x)=ax3-ax,
又f(x)在x=1处的切线垂直于直线x+2y-3=0.
所以a=1,即f(x)=x3-x.因为f′(x)=3(x-
)(x+3 3
)3 3
所以f(x)在(-∞,-
) , (3 3
,+∞)上是増函数,3 3
在[-
,3 3
]上是减函数,由f(x)=0解得x=±1,x=0,3 3
如图所示,当-1<t≤-
时,f(t)≥-3 3
t≥0,即t3-t≥-1 4
,解得-t 4
≤t≤-3 2
;3 3
当-
<t<0时,f(t)>-3 3
t≥0,解得-1 4
<t<0;当t=0时,显然不成立;3 3
当0<t≤
时,f(t)≤-3 3
t<0,即t3-t≤-1 4
,解得0<t≤t 4
;3 3
当t>
时,f(t)<-3 3
t<0,故1 4
<t<3 3
.3 2
所以所求t的取值范围是-
≤t<0或0<t<3 2
.3 2