问题 解答题
已知函数f(x)=ax3+3bx2-(a+3b)x+1(ab≠0)在x=1处取得极值,在x=2处的切线平行于向量
OP
=(b+5,5a).
(1)求a,b的值,并求f(x)的单调区间;
(2)是否存在正整数m,使得方程f(x)=6x-
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3
在区间(m,m+1)内有且只有两个不等实根?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.
答案

(1)f'(x)=3ax2+6bx-(a+3b)

f′(1)=0
f′(2)=
5a
b+5
解得
a=6
b=-4
…(4分)

得f(x)=6x3-12x2+6x+1

∴f'(x)=18x2-24x+6=6(3x-1)(x-1),

f′(x)>0,得x>1或x<

1
3
,即f(x)在(1,+∞)和(-∞,
1
3
)上单调递增.

f′(x)<0,得

1
3
<x<1,即f(x)在(
1
3
,1)上单调递减 …(8分)

(2)方程f(x)=6x-

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3
等价于18x3-36x2+19=0

令g(x)=18x3-36x2+19

g′(x)=54x2-72x=18x(3x-4).令g′(x)=0,得x=0或x=

4
3

x∈(0,

4
3
)时,g′(x)<0,∴g(x)是单调减函数;

x∈(

4
3
,+∞)时,g′(x)>0,∴g(x)是单调增函数;

g(1)=1>0,g(

4
3
)=-
7
3
<0,g(2)=19>0.

∴方程g(x)=0在区间(1,

4
3
),(
4
3
,2)内分别有唯一实根.…(12分)

∴存在正整数m=1,使得方程f(x)=6x-

16
3
在区间(1,2)上有且只有两个不相等的实数根.…(14分)

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