问题 解答题
设f(x)=
1
3
x3+mx2+nx.
(1)如果g(x)=f′(x)-2x-3在x=-2处取得最小值-5,求f(x)的解析式;
(2)如果m+n<10(m,n∈N+),f(x)在单调递减区间的长度是正整数,试求m和n的值.(注:区间(a,b)的长度为b-a)
答案

(1)由题意得g(x)=f′(x)-2x-3=x2+2mx+n-2x-3=(x+m-1)2+(n-3)-(m-1)2

又g(x) 在x=-2处取得最小值-5,

所以

m-1=2
(m-3)2
+(n-3)-(m-1)2=-5,解得m=3,n=2.

所以f(x)=

1
3
x3+3x2+2x. 

(2)因为f′(x)=x2+2mx+n且f(x)的单调递减区间的长度是正整数,

所以方程f′(x)=0,即x2+2mx+n=0必有两不等实根,

则△=4m2-4n>0,即m2>n.

不妨设方程f′(x)=0的两根分别为x1、x2,则|x1-x2|=

(x1+x22-4x1x2
=2
m2-n
且为正整数.

又因为m+n<10(m,n∈N+),所以m≥2时才能有满足条件的m、n.

当m=2时,只有n=3符合要求;

当m=3时,只有n=5符合要求;

当m≥4时,没有符合要求的n.

故只有m=2,n=3或m=3,n=5满足上述要求.

多项选择题
单项选择题