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)=-
(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. |
(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=
,b=0,c=-8,d=0.2 3
(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 |
∴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
的解.2m-1≤m 4m-4≥-m
解此不等式组,得
≤m≤1.4 5
又0<m<1,
∴所求m的取值范围是[
,1).…(2分)4 5