设函数f(x)=-
(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. |
(1)由题意得,f(x)=-
x3+x2+(m2-1)x1 3
=x[-
x2+x +(m2-1)],1 3
∵方程f(x)=0只有一个实数解,
∴-
x2+x +(m2-1)=0没有实数解,1 3
∴△=1+
(m2-1)<0,解得-4 3
<m<1 2
,1 2
∴实数m的取值范围是(-
,1 2
).1 2
(2)当m=1时,f(x)=-
x3+x2,则f′(x)=-x2+2x,1 3
设切点为(x0,y0),y0=-
x03+x02,1 3
∴切线方程设为y-y0=f′(x0)(x-x0),
即y-(-
x03+x02)=(-x02+2x0)(x-x0)①,1 3
将原点(0,0)代入得,0-(-
x03+x02)=(-x02+2x0)(0-x0),1 3
解得x0=0或x0=
,代入①得,y=0或3x-4y=0,3 2
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.
∴
,解得m无解,m≥2 3m2-3≤0
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)=
m3+m2-2 3
,1 3
∴
,即0<m<2
m3+m2-2 3
≤01 3
,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