问题 解答题
已知函数f(x)=x3-ax2-3x(a∈R).
(Ⅰ)若函数f(x)在区间[1,+∞)上为增函数,求实数a的取值范围;
(Ⅱ)若x=-
1
3
是函数f(x)的极值点,求函数f(x)在区间[1,a]上的最大值;
(Ⅲ)在(Ⅱ)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3个交点?若存在,请求出b的取值范围;若不存在,试说明理由.
答案

(Ⅰ)由题意得f′(x)=3x2-2ax-3,

∵f(x)在区间[1,+∞)上是增函数,

∴当x∈[1,+∞)时,恒有f′(x)≥0,

即3x2-2ax-3≥0在区间[1,+∞)上恒成立,

△=4a2+36>0,

a
3
≤1且f′(1)=-2a≥0,

解得a≤0,

(Ⅱ)依题意得f′(-

1
3
)=0,
1
3
+
2
3
a-3=0,a=4,

∴f(x)=x3-4x2-3x,

令f′(x)=3x2-8x-3=0,

解得x1=-

1
3
x2=3,

f(1)=-6,f(3)=-18,f(-

1
3
)=-12,

故f(x)在区间[1,4]上的最大值是f(1)=-6.

(Ⅲ)若函数g(x)=bx的图象与函数f(x)的图象恰有3个不同的交点,

即方程x3-4x2-3x=bx恰有3个不等的实数根,

而x=0是方程x3-4x2-3x=bx的一个实数根,则

方程x2-4x-3-b=0有两个非零实数根,

△=16+4(b+3)>0
-3-b≠0

即b>-7且b≠-3,

故满足条件的b存在,其取值范围是(-7,-3)∪(-3,+∞).

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