问题 解答题

已知函数f(x)=-x3+ax2+bx+c在(-∞,0)上是减函数,在(0,1)上是增函数,函数f(x)在R上有三个零点,且1是其中一个零点.

(1)求b的值;

(2)求f(2)的取值范围;

(3)试探究直线y=x-1与函数y=f(x)的图象交点个数的情况,并说明理由.

答案

(1)∵f(x)=-x3+ax2+bx+c,

∴f'(x)=-3x2+2ax+b.

∵f(x)在(-∞,0)上是减函数,在(0,1)上是增函数,

∴当x=0时,f(x)取到极小值,即f'(0)=0.∴b=0.

(2)由(1)知,f(x)=-x3+ax2+c,

∵1是函数f(x)的一个零点,即f(1)=0,∴c=1-a.

∵f'(x)=-3x2+2ax=0的两个根分别为x1=0,x2=

2a
3

∵f(x)在(0,1)上是增函数,且函数f(x)在R上有三个零点,

x2=

2a
3
>1,即a>
3
2

f(2)=-8+4a+(1-a)=3a-7>-

5
2

(3)由(2)知f(x)=-x3+ax2+1-a,且a>

3
2

要讨论直线y=x-1与函数y=f(x)图象的交点个数情况,

即求方程组

y=x-1
y=-x3+ax2+1-a

解的个数情况:由-x3+ax2+1-a=x-1,得(x3-1)-a(x2-1)+(x-1)=0.

即(x-1)(x2+x+1)-a(x-1)(x+1)+(x-1)=0.

即(x-1)[x2+(1-a)x+(2-a)]=0.∴x=1或x2+(1-a)x+(2-a)=0.

由方程x2+(1-a)x+(2-a)=0,(*)

得△=(1-a)2-4(2-a)=a2+2a-7.∵a>

3
2

若△<0,即a2+2a-7<0,解得

3
2
<a<2
2
-1.此时方程(*)无实数解.

若△=0,即a2+2a-7=0,解得a=2

2
-1.此时方程(*)有一个实数解x=
2
-1

若△>0,即a2+2a-7>0,解得a>2

2
-1.

此时方程(*)有两个实数解,分别为

x1=

a-1-
a2+2a-7
2
x2=
a-1+
a2+2a-7
2

且当a=2时,x1=0,x2=1.

综上所述,当

3
2
<a<2
2
-1时,直线y=x-1与函数y=f(x)的图象有一个交点.

a=2

2
-1或a=2时,直线y=x-1与函数y=f(x)的图象有二个交点.

a>2

2
-1且a≠2时,直线y=x-1与函数y=f(x)的图象有三个交点.

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题