问题 解答题

已知函数f(x)=ax3+bx2-3x(a,b∈R),且f(x)在x=1和x=3处取得极值.

(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;

(Ⅱ)设函数g(x)=f(x)+t,是否存在实数t,使得曲线y=g(x)与x轴有两个交点,若存在,求t的值;若不存在,请说明理由.

答案

(Ⅰ)f′(x)=3ax2+2bx-3,

因为f(x)在x=1和x=3处取得极值,

所以x=1和x=3是f′(x)=0的两个根,…(2分)

1+3=-
2b
3a
1×3=-
3
3a
a=-
1
3
b=2
,∴f(x)=-
1
3
x3+2x2-3x
…(5分)

(Ⅱ)g′(x)=-x2+4x-3,令g′(x)=0,∴x=3或x=1.…(7分)

当x变化时,g′(x),g(x)变化情况如下表:

x(-∞,1)1(1,3)3(3,+∞)
g′(x)-0+0-
g(x)极小值极大值
由上表可知:g(x)极大值=g(3)=t;g(x)极小值=g(1)=t-
4
3
 
…(9分)

g(x)=-

1
3
x3+2x2-3x+t=-
1
3
x(x-3)2+t
,∴由此可知x取足够大的正数时,有g(x)<0;x取足够小的负数时,有g(x)>0,…(10分)

因此,为使曲线y=g(x)与x轴有两个交点,结合g(x)的单调性,

必有:g(x)极大值=g(3)=t=0,或g(x)极小值=g(1)=t-

4
3
=0 ,∴t=0或t=
4
3

所以存在t且t=0,或t=

4
3
…(12分)

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