函数f(x)=x3+ax2+bx+c,过曲线y=f(x)上的点P(1,f(1))的切线方程为y=3x+1.
(Ⅰ)若y=f(x)在x=-2时有极值,求f (x)的表达式;
(Ⅱ)在(1)的条件下,求y=f(x)在[-3,1]上最大值;
(Ⅲ)若函数y=f(x)在区间[-2,1]上单调递增,求b的取值范围.
解(Ⅰ)
由f(x)=x3+ax2+bx+c求导数得f′(x)=3x2+2ax+b 过y=f(x)上点P(1,f(1))的切线方程为: y-f(1)=f′(1)(x-1)即y-(a+b+c+1)=(3+2a+b)(x-1) 而过y=f(x)上P(1,f(1))的切线方程为:y=3x+1 故
,即3+2a+b=3 -a+c-2=1 2a+b=0…(1) a-c=-3…(2) ∵y=f(x)在x=-2时有极值,故f′(-2)=0 ∴-4a+b=-12…(3) 由(1)(2)(3)相联立解得a=2,b=-4,c=5 f(x)=x3+2x2-4x+5
…(4分)
&
&
&
& ,&
(Ⅱ)f'(x)=3x2+2ax+b=3x2+4x-4=(3x-2)(x+2)
x | [-3,-2) | -2 | (-2,
|
| (
| ||||||
f'(x) | + | 0 | - | 0 | + | ||||||
f(x) | 极大 | 极小 |
∴f(x)在[-3,1]上最大值为13 …(8分)
(Ⅲ)y=f(x)在区间[-2,1]上单调递增
又f'(x)=3x2+2ax+b,由(1)知2a+b=0∴f'(x)=3x2-bx+b
依题意f'(x)在[-2,1]上恒有f'(x)≥0,即g(x)=3x2-bx+b≥0在[-2,1]上恒成立.
①在x=
≥1时,g(x)最小值=g(1)=3-b+b>0b 6 &∴b≥6
②在x=
≤-2时,g(x)最小值=g(-2)=12+2b+b≥0∴b∈b 6
③在-2≤
≤1时,g(x)最小值=b 6
≥012b-b2 12 &则0≤b≤6.
综合上述讨论可知,所求参数b取值范围是:b≥0…(12分)
或者(Ⅲ)y=f(x)在区间[-2,1]上单调递增
又f'(x)=3x2+2ax+b,由(1)知2a+b=0∴f'(x)=3x2-bx+b
依题意f'(x)在[-2,1]上恒有f'(x)≥0,即g(x)=3x2-bx+b≥0在[-2,1]上恒成立∴b≥
=3x2 x-1
=3(x-1)+3x2 x-1
+6(x≤1)3 x-1
令m(x)=3(x-1)+
(x≤1)3 x-1
则m(x)≤-6∴(
)max=0∴b≥03x2 x-1