问题 解答题

已知函数f(x)=ax3+bx2﹣3x(a,b∈R)在点(1,f(1))处的切线方程为y+2=0.

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)若对于区间[﹣2,2]上任意两个自变量的值x1,x2都有|f(x1)﹣f(x2)|≤c,求实数c的最小值;

(3)若过点M(2,m)(m≠2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围.

答案

解:(1)f'(x)=3ax2+2bx﹣3.

根据题意,得 

 

解得 

所以f(x)=x3﹣3x.

(2)令f'(x)=0,即3x2﹣3=0.得x=±1.

当x∈(﹣∞,﹣1)时,f′(x)>0,函数f(x)在此区间单调递增;

当x∈(﹣1,1)时,f′(x)<0,函数f(x)在此区间单调递减;

因为f(﹣1)=2,f(1)=﹣2,

所以当x∈[﹣2,2]时,f(x)max=2,f(x)min=﹣2.

则对于区间[﹣2,2]上任意两个自变量的值x1,x2,都有

|f(x1)﹣f(x2)|≤|f(x)max﹣f(x)min|=4,

所以c≥4.

所以c的最小值为4.

(3)因为点M(2,m)(m≠2)不在曲线y=f(x)上,

所以可设切点为(x0,y0).则

y0=x03﹣3x0

因为f'(x0)=3x02﹣3,所以切线的斜率为3x02﹣3.

则3x02﹣3= ,

即2x03﹣6x02+6+m=0.

因为过点M(2,m)(m≠2)可作曲线y=f(x)的三条切线,

所以方程2x03﹣6x02+6+m=0有三个不同的实数解.

所以函数g(x)=2x3﹣6x2+6+m有三个不同的零点.

则g'(x)=6x2﹣12x.

令g'(x)=0,则x=0或x=2.

当x∈(﹣∞,0)时,g′(x)>0,函数g(x)在此区间单调递增;

当x∈(0,2)时,g′(x)<0,函数g(x)在此区间单调递增;

所以,函数g(x)在x=0处取极大值,在x=2处取极小值,

有方程与函数的关系知要满足题意必须满足:  ,

即 

解得﹣6<m<2.

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