问题 解答题

已知函数f(x)=ax3+bx2-3x在x=±1处取得极值。

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)求证:对于区间[-1,1]上任意两个自变量的值x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|≤4;

(3)若过点A(1,m)(m ≠-2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的范围。

答案

解:(1)=3ax2+2bx-3,

依题意,f′(1)=f′(-1)=0,

解得a=1,b=0,

∴f(x)=x3-3x。

(2)∵f(x)=x3-3x,

∴f ′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1),

当-1<x<1时,f ′(x)<0,故f(x)在区间[-1,1]上为减函数,

fmax(x)=f(-1)=2,fmin(x)=f(1)=-2,

∵对于区间[-1,1]上任意两个自变量的值x1,x2

都有|f(x1)-f(x2)|≤|fmax(x) -fmin(x)|,

∴ |f(x1)-f(x2)|≤|fmax(x)-fmin(x)|=2-(-2)=4。

(3)f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1),

∵曲线方程为y=x3-3x,

∴点A(1,m)不在曲线上,

设切点为M(x0,y0),则点M的坐标满足

,故切线的斜率为

整理得

∵过点A(1,m)可作曲线的三条切线,

,则

,得x0=0或x0=1,

∴g(x0)在(-∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减,

∴函数的极值点为x0=0,x0=1,

∴关于x0方程有三个实根的充要条件是,解得-3<m<-2,

故所求的实数a的取值范围是-3<m<-2。

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