问题 解答题
已知f(x)=x3+bx2+cx+2.
(I)若f(x)在x=1时,有极值-1,求b、c的值;
(II)当b为非零实数时,证明:f(x)的图象不存在与直线(b2-c)x+y+1=0平行的切线;
(III)记函数|f′(x)|(-1≤x≤1)的最大值为M,求证:M≥
3
2
答案

(1)f′(x)=3x2+2bx+c,

由f(x)在x=1时,有极值-1得

f(1)=0
f(1)=-1

3+2b+c=0
1+b+c=2
解得
b=1
c=-5
(3分)

当b=1,c=-5时,

f′(x)=3x2+2x-5=(3x+5)(x-1),

当x>1时,f′(x)>0,

当-

5
3
<x<1时,f′(x)<0.

从而符合在x=1时,f(x)有极值,(4分)

(Ⅱ)假设f(x)图象在x=t处的切线与直线(b2-c)x+y+1=0平行,

∵f′(t)=3t2+2bt+c,

直线(b2-c)x+y+1=0的斜率为c-b2

∴3t2+2bt+c=c-b2,(7分)

即3t2+2bt+b2=0.

∵△=4(b2-3b2)=-8b2

又∵b≠0,∴△<0.

从而方程3t2+2bt+b2=0无解,

因此不存在t,使f′(t)=c-b2

却f(x)的图象不存在与直线(b2-c)x+y+1=0平行的切线.(8分)

(Ⅲ)∵|f′(x)|=|3(x+

b
3
2+c|,

①若|-

b
3
|>1,则M应是|f′(-1)|和|f′(1)|中最大的一个,

∴2M≥|f′(-1)|+|f′(1)|=|3-2b+c|+|3+2b+c|≥|4b|>12,

∴M>6,从而M≥

3
2
.(10分)

②当-3≤b≤0时,2M≥|f′(-1)|+|f′(-

b
3a
3c-b2
3
)|

=|3-2b+c|+|c-

b2
3
|≥|-2b+3|=|(b-3)2|≥3,所以M≥
3
2
.(12分)

③当0<b≤3时,2M≥|f′(1)|+|f′(-

b
3
)|=|3+2b+c|+|c-
b2
3
|≥|
b2
3
+2b+3|

=|

1
3
(b+3)2|>3,∴M≥
3
2

综上所述,M≥

3
2
.(14分)

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