问题 解答题
已知函数f(x)满足f(x)=x3+f ′(
2
3
)x2-x+C
(其中f ′(
2
3
)
为f(x)在点x=
2
3
处的导数,C为常数).
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若方程f(x)=0有且只有两个不等的实数根,求常数C;
(3)在(2)的条件下,若f(-
1
3
)>0
,求函数f(x)的图象与x轴围成的封闭图形的面积.
答案

(1)由f(x)=x3+f ′(

2
3
)x2-x+C,

f ′(x)=3x2+2f ′(

2
3
)x-1.

x=

2
3
,得f ′(
2
3
)=3×(
2
3
)2+2f ′(
2
3
)×(
2
3
)-1

解之,得f ′(

2
3
)=-1,

∴f(x)=x3-x2-x+C.

从而f ′(x)=3x2-2x-1=3(x+

1
3
)(x-1),

列表如下:

x(-∞,-
1
3
)
-
1
3
(-
1
3
,1)
1(1,+∞)
f'(x)+0-0+
f(x)有极大值有极小值
∴f(x)的单调递增区间是(-∞ , -
1
3
)
和(1,+∞);f(x)的单调递减区间是(-
1
3
 , 1)

(2)由(1)知,[f(x)]极大值=f(-

1
3
)=(-
1
3
)3-(-
1
3
)2-(-
1
3
)+C=
5
27
+C;

[f(x)]极小值=f(1)=13-12-1+C=-1+C.

∴方程f(x)=0有且只有两个不等的实数根,

等价于[f(x)]极大值=0或[f(x)]极小值=0.

∴常数C=-

5
27
或C=1.

(3)由(2)知,f(x)=x3-x2-x-

5
27
或f(x)=x3-x2-x+1.

f(-

1
3
)>0,所以f(x)=x3-x2-x+1.

令f(x)=x3-x2-x+1=0,得(x-1)2(x+1)=0,x1=-1,x2=1.

∴所求封闭图形的面积=

1-1
(x3-x2-x+1)dx=
(
1
4
x4-
1
3
x3-
1
2
x2+x)|
1-1
=
4
3

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