问题
解答题
已知函数f(x)=x(x2-ax-3). (Ⅰ)若x=-
(Ⅱ)若f(x)在区间[1,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围; (Ⅲ)在(Ⅰ)的条件下,是否存在实数b,使得函数g(x)=bx的图象与函数f(x)的图象恰有三个交点?若存在,请求出实数b的取值范围;若不存在,试说明理由. |
答案
(Ⅰ)∵f(x)=x(x2-ax-3),x∈R,
∴f′(x)=3x2-2ax-3.…(2分)
∵x=-
是f(x)的极值点,∴f′(-1 3
)=1 3
+1 3
a-3=0,2 3
解得a=4.
∴f(x)=x3-4x2-3x,令f′(x)=3x2-8x-3,
得x1=-
,x2=3,则当x在[1,4]上变化时,f′(x)与f(x)变化情况如下表:1 3
x | 1 | (1,3) | 3 | (3,4) | 4 |
f′ (x) | - | 0 | + | ||
f(x) | -6 | 减 | -18 | 增 | -12 |
(Ⅱ)∵f(x)在[1,+∞)上是增函数,
∴在[1,+∞)上恒有f′(x)≥0,即3x2-2ax-3≥0在[1,+∞)上恒成立.
即a≤
(x-3 2
)在[1,+∞)上恒成立,1 x
∴只需a≤[
(x-3 2
)]min(x≥1)即可,1 x
而当x≥1,[
(x-3 2
)]min=1 x
(1-1)=0,3 2
∴a≤0.…(10分)
(Ⅲ)函数g(x)=bx的图象与函数f(x)的图象恰有3个交点,
即方程x3-4x2-3x=bx恰有3个不等实根.…(11分)
∴x3-4x2-3x-bx=0,
∴x=0是其中一个根,…(12分)
∴方程x2-4x-3-b=0有两个非零不等实根,
∴
,△=16+4(3+b)>0 -3-b≠0
解得b>-7,且b≠-3.
∴存在满足条件的b值,b的取值范围是(-7,-3)∪(-3,+∞)…12分