设函数f(x)=x3+bx2+cx+5,且曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线与x轴平行.
(Ⅰ)求实数c的值;
(Ⅱ)判断是否存在实数b,使得方程f(x)-b2x=0恰有一个实数根.若存在,求b的取值范围;若不存在,请说明理由.
(I)∵曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线与x轴平行,∴f'(0)=0.
又f'(x)=3x2+2bx+c,则f'(0)=c=0.
(II)由c=0,方程f(x)-b2x=0可化为x3+bx2-b2x+5=0,假设存在实数b使得此方程恰有一个实数根,则令g(x)=x3+bx2-b2x+5,只需g(x)极大值<0或g(x)极小值>0
∴g'(x)=3x2+2bx-b2=(3x-b)(x+b)令g'(x)=0,得x1=,x2=-b
①若b=0,则方程f(x)-b2x=0可化为x3+5=0,此方程恰有一个实根x=
②若b>0,则>-b,列表:
x | (-∞,-b) | -b | (-b,) | | (,+∞) |
g'(x) | + | 0 | - | 0 | + |
g(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
∴g(x)
极大值=g(-b)=b
3+5>0,
g(x)极小值=g()=-+5∴-+5>0,解之得0<b<3
③若b<0,则<-b,列表:
x | (-∞,) | | (,-b) | -b | (-b,+∞) |
g'(x) | + | 0 | - | 0 | + |
g(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
∴
g(x)极大值=g()=-+5>0,g(x)
极小值=g(-b)=b
3+5
∴b3+5>0,解之得b>-
∴-<b<0
综合①②③可得,实数b的取值范围是(-,3).