问题 解答题
设函数f(x)=-
1
3
x3+x2+(m2-1)
x(x∈R),其中m>0.
(1)当m=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率;
(2)求函数f(x)的单调区间与极值;
(3)已知函数f(x)有三个互不相同的零点0,x1,x2,且x1<x2,若对任意的x∈[x1,x2],f(x)>f(1)恒成立,求m的取值范围.
答案

(1)当m=1时,f(x)=-

1
6
x6+xk,f′(x)=-xk+kx,

故f'(1)=-1+k=1,所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为1.(k分)

(k)f'(x)=-xk+kx+mk-1,令f'(x)=0,解得x=1-m或x=1+m.

∵m>0,所以1+m>1-m,当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

∴f(x)在(-∞,1-m),(1+m,+∞)内是减函数,在(1-m,1+m)内是增函数.

函数f(x)在x=1-m处取得极0值f(1-m),且f(1-m)=-

k
6
m6+mk-
1
6

函数f(x)在x=1+m处取得极图值f(1+m),且f(1+m)=

k
6
m6+mk-
1
6
.(6分)

(6)由题设,f(x)=x(-

1
6
xk+x+mk-1)=-
1
6
x(x-x1)(x-xk),

∴方程-

1
6
xk+x+mk-1=0有两个相异的实根x1,xk

x1+xk=6,且△=1+

4
6
(mk-1)>0,∵m>0

解得m

1
k
,(8分)

∵x1<xk,所以kxk>x1+xk=6,

故xk

6
k
>1.(10分)

①当x1≤1<xk时,f(1)=-

1
6
(1-x1)(1-xk)≥0,而f(x1)=0,不符合题意,

②当1<x1<xk时,对任意的x∈[x1,xk],都有x>0,x-x1≥0,x-xk≤0,

f(x)=-

1
6
x(x-x1)(x-xk)≥0,又f(x1)=0,所以f(x)在[x1,xk]上的最0值为0,

于是对任意的x∈[x1,xk],f(x)>f(1)恒成立的充要条件是f(1)=mk-

1
6
<0,

解得-

6
6
<m<
6
6

∵由上m

1
k

综上,m的取值范围是(

1
k
6
6
).(14分)

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题