问题 解答题
已知f(x)=x3+ax2+bx+c的图象与y轴交于点(0,2),并且在x=1处切线的方向向量为
n
=(1,3)

(1)若x=
2
3
是函数f(x)的极值点,求f(x)的解析式;
(2)若函数f(x)在区间[
3
2
,2
]单调递增,求实数b的取值范围.
答案

(1)由题意可得:f′(x)=3x2+2ax+b,

因为函数的图象与y轴交于点(0,2),

所以C=2…①

又因为在x=1处切线的方向向量为

n
=(1,3),

所以f′(1)=3+2a+b=3…②

因为x=

2
3
是函数f(x)的极值点,

所以f′(

2
3
)=
4
3
+
4a
3
+b=0…③

由①②③可得:a=2,b=-4,c=2.

所以f(x)=x3+a=2x2-4x+2.

(2)由题意可得:c=2,并且2a=-b,所以f′(x)=3x2-bx+b,

因为函数f(x)在区间[

3
2
,2]单调递增,

所以f′(x)=3x2-bx+b≥0在[

3
2
,2]上恒成立,

b≤

3x2
x-1
在[
3
2
,2
]上恒成立,

令g(x)=

3x2
x-1
,x∈[
3
2
,2
],

所以g(x)=3×

(x-1)2+2(x-1)+1
x-1
=3×[(x-1)+
1
x-1
+2]
≥12,

当且仅当x-1=

1
x-1
,即x=2时,g(x)有最小值为12.

所以b≤g(x)min=12,

所以实数b的取值范围(-∞,12].

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