问题 解答题
设函数f(x)=-
1
3
x3+x2+(m2-1)x(x∈R).
(1)当方程f(x)=0只有一个实数解时,求实数m的取值范围;
(2)当m=1时,求过点(0,f(0))作曲线y=f(x)的切线的方程;
(3)若m>0且当x∈[1-m,3]时,恒有f(x)≤0,求实数m的取值范围.
答案

(1)由题意得,f(x)=-

1
3
x3+x2+(m2-1)x

=x[-

1
3
x2+x +(m2-1)],

∵方程f(x)=0只有一个实数解,

-

1
3
x2+x +(m2-1)=0没有实数解,

∴△=1+

4
3
(m2-1)<0,解得-
1
2
<m<
1
2

∴实数m的取值范围是(-

1
2
1
2
).

(2)当m=1时,f(x)=-

1
3
x3+x2,则f′(x)=-x2+2x,

设切点为(x0,y0),y0=-

1
3
x03+x02

∴切线方程设为y-y0=f′(x0)(x-x0),

y-(-

1
3
x03+x02)=(-x02+2x0)(x-x0)①,

将原点(0,0)代入得,0-(-

1
3
x03+x02)=(-x02+2x0)(0-x0),

解得x0=0或x0=

3
2
,代入①得,y=0或3x-4y=0,

则过(0,f(0))的切线的方程为:y=0或3x-4y=0,

(3)由题意得,f′(x)=-x2+2x+m2-1=-(x-m-1)(x+m-1),

由f′(x)=0得,x=m+1或x=1-m,

∵m>0,∴m+1>1-m,

∴f(x)在(-∞,1-m)和(1+m,+∞)内单调递减,在(1-m,1+m)内单调递增.

①当1+m≥3,即m≥2时,f(x)在区间[1-m,3]上是增函数,

f(x)max=f(3)=3m2-3

m≥2
3m2-3≤0
,解得m无解,

②当1+m<3时,即0<m<2时,

则f(x)在(1-m,1+m)内单调递增,在(1+m,+∞)内单调递减,

f(x)max=f(1+m)=

2
3
m3+m2-
1
3

0<m<2
2
3
m3+m2-
1
3
≤0
,即
0<m<2
(m+1)2(2m-1)≤0

解得0<m≤

1
2

综上得,m的取值范围为(0,

1
2
].

单项选择题
单项选择题