问题 解答题
设奇函数f(x)=ax3+bx2+cx+d的图象在P(1,f(1))处的切线的斜率为-6.且x=2时,f(x)取得极值.
(1)求实数a、b、c、d的值;
(2)设函数f(x)的导函数为f'(x),函数g(x)的导函数g′(x)=-
1
2
f′(x)+4mx-3mx2-4
,m∈(0,1),求函数g(x)的单调区间;
(3)在(2)的条件下,当x∈[m+1,m+2]时,|g'(x)|≤m恒成立,试确定m的取值范围.
答案

(1)∵y=f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x)恒成立,

∴-ax3+bx2-cx+d=ax3+bx2+cx+d

∴b=d=0.

从而f(x)=ax3+cx.

∴f′(x)=3ax2+c…(2分)

又函数f(x)=ax3+bx2+cx+d的图象在P(1,f(1))处的切线的斜率为-6,且x=2时,f(x)取得极值

∴f′(1)=-6,f′(2)=0,

3a+c=-6 
12a+c=0 

a=
2
3
 
c=-8 

a=

2
3
,b=0,c=-8,d=0.

(2)依题意,g'(x)=-x2+4mx-3m2,m∈(0,1).

令g'(x)=-x2+4mx-3m2=0,得x=m或x=3m.

当x变化时,g'(x)、g(x)的变化情况如下表:

x(-∞,m)(m,3m)(3m,+∞)
g'(x)的符号-+-
g(x)的单调性递减递增递减
由表可知:当x∈(-∞,m)时,函数g(x)为减函数;当x∈(3m,+∞)时,函数g(x)也为减函数;当x∈(m,3m),函数g(x)为增函数.

∴函数g(x)的单调递增区间为(m,3m),单调递减区间为(-∞,m),(3m,+∞).

…(2分)

(3)由|g'(x)|≤m,得-m≤x2+4mx-3m2≤m.

∵0<m<1,∴m+1>2m.

∵函数g'(x)=-x2+4mx-3m2的对称轴为x=2m

∴g'(x)=-x2+4mx-3m2在[m+1,m+2]上为减函数.

∴[g'(x)]max=g'(m+1)=2m-1;[g'(x)]min=g'(m+2)=4m-4.…(2分)

于是,问题转化为求不等式

2m-1≤m
4m-4≥-m
的解.

解此不等式组,得

4
5
≤m≤1.

又0<m<1,

∴所求m的取值范围是[

4
5
,1).…(2分)

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