问题 解答题
已知函数f(x)=x3+ax2+bx+2在x=1处的切线与直线x+3y+1=0垂直,
(I)若x=
2
3
是函数f(x)的极值点,求f(x)的解析式;
(II)若函数f(x)在区间[
3
2
,2]
上单调递增,求实数b的取值范围.
答案

(I)f(x)=x3+ax2+bx+2的导数为f′(x)=3x2+2ax+b.

∵f(x)在x=1处的切线与直线x+3y+1=0垂直,∴f(x)在x=1处的切线斜率为3

∴f′(1)=3,即3+2a+b=3  ①

又∵x=

2
3
是函数f(x)的极值点,∴f′(
2
3
)=0.

4
3
+
4a
3
+b=0  ②

由①②可得,a=2,b=-4

∴f(x)的解析式为f(x)=x3+2x2-4x+2

(II)若函数f(x)在区间[

3
2
,2]上单调递增,则f′(x)≥0在区间[
3
2
,2]
上恒成立,

由(I)可知,2a+b=0,∴a=-

1
2
b,代入f′(x)=3x2+2ax+b,得f′(x)=3x2-bx+b

∴3x2-bx+b≥0在区间[

3
2
,2]上恒成立.

∴b≤

3x2
x-1
在区间[
3
2
,2]
上恒成立

令g(x)=

3x2
x-1
,则g(x)=
3(x-1)2+6(x-1)+3
x-1
=3(x-1)+
3
x-1
+6,

当x∈[

3
2
,2]时,3(x-1)+
3
x-1
+6≥6+6=12,当且仅当x=2时,等号成立

∴当x∈[

3
2
,2]时,g(x)有最小值为12,

∴b≤12

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