Question

已知曲線f（x）=x³+bx²+cx在點我A（-1，f（-1）），B（3，f（3））處的切線互相平行，且函數f（x）的一個極值點為x=0．
（I）求實數b，c的值；
（II ）若函數y=f（x）（x∈[-，3]）的圖象與直線y=m恰有三個交點，求實數m的取值范圍；
（III）若存在x₀∈[1，e]（e是自然對數的底數，e=2.71828…），使得f′（x₀）+alnx₀≤ax₀成立（其中f′（x）為函數f（x）的導函數），求實數a的取值范圍．

Answer 1

解：（Ⅰ）由f（x）=x³+bx²+cx，得f^′（x）=3x²=2bx+c，
∵曲線f（x）=x³+bx²+cx在點A（-1，f（-1）），B（3，f（3））處的切線互相平行，且函數f（x）的一個極值點為x=0，
∴，即，解得：．
∴實數b，c的值分別為-3，0；
（Ⅱ）由f（x）=x³-3x²，∴f^′（x）=3x²-6x，
由f^′（x）＞0，得x＜0或x＞2，由f^′（x）＜0，得0＜x＜2．
∴函數f（x）在區(qū)間，（2，3]上遞增，在（0，2）上遞減．
且，f（0）=0，f（2）=2³-3×2²=-4，f（3）=3³-3×3²=0．
∴函數y=f（x）（x∈[-，3]）的圖象與直線y=m恰有三個交點，則．
故所求實數m的取值范圍是．
（Ⅲ）依題意知存在x₀∈[1，e]，使得f′（x₀）+alnx₀≤ax₀成立，即成立，
設，則g（x）_min≤0，
，
①當a≤1時，由x∈（1，e），g^′（x）＞0，得函數g（x）在[1，e]上遞增，
∴，得．
②當1＜a＜e時，可知在（1，a）上g^′（x）0，
得函數g（x）在（1，a）上遞減，在（a，e）上遞增，
∴恒成立，∴1＜a＜e．
③當a≥e時，在x∈（1，e）上g^′（x）＜0，∴函數g（x）在[1，e]上遞減，
∴，∴，又，
∴a≥e．
綜上可知：．
∴實數a的取值范圍是[-，+∞）．
分析：（Ⅰ）由曲線在A、B兩點處的切線互相平行，則函數在x=-1和x=3時的導數相等，再由0是函數的一個極值點，則x=0時的導數是0，聯立方程組即可解得實數b，c的值；
（Ⅱ）求出函數的導函數，根據導函數的符號分析出原函數在[-，3]內的單調區(qū)間，找出函數在（-，3）上的極值點，求出極值，把極值和端點處的函數值比較后，根據函數y=f（x）的圖象與y=m恰有三個交點即可得到實數m的取值范圍；
（Ⅲ）存在x₀∈[1，e]，使得f′（x₀）+alnx₀≤ax₀成立，可轉化為函數在[1，e]上的最小值小于等于0，求出函數g（x）的導函數，通過對a分類求解函數g（x）在[1，e]上的最小值，由最小值小于等于0求解實數a的取值范圍．
點評：本題考查了利用導數研究曲線上某點的切線方程，考查了函數在某點取得極值的條件，考查了數學轉化思想，此題的難點在于把存在x₀∈[1，e]，使得f′（x₀）+alnx₀≤ax₀成立轉化為一個函數的最小值小于等于0，考查了學生靈活分析和處理問題的能力．此題屬難題．