Question

設(shè)f（x）=-x³+ax²+bx+c（a＞0），在x=1處取得極大值，
（1）若曲線y=f（x）在點(diǎn)（

1

3

，f（

1

3

））處切線的斜率為

4

3

，求a，b；
（2）若曲線y=f（x）存在斜率為

4

3

的切線．求a的取值范圍；
（3）在（2）的條件下，是否存在實(shí)數(shù)a，使得對(duì)?x∈（-∞，0]，都有f（x）≥c．

Answer 1

考點(diǎn)：利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值,利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點(diǎn)切線方程

專(zhuān)題：計(jì)算題,導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用

分析：（1）f（x）=-x³+ax²+bx+c，f′（x）=-3x²+2ax+b，從而得到f′（1）=-3+2a+b=0，f′(

1

3

)=-

1

3

+

2

3

a+b=

4

3

；解出a=1，b=1；驗(yàn)證即可；
（2）由（1）知，b=3-2a，從而化f′(x)=-3(x-1)[x-(

2

3

a-1)]，由f（x）在x=1處取得極大值可知

2a

3

-1＜1，再由f′(x)=

4

3

有實(shí)根知3x²-2ax+2a-

5

3

=0有實(shí)根，從而求a的取值范圍；
（3））（法一）由（2）可知，f（x）在（-∞，

2a

3

-1）上是減函數(shù)，在（

2a

3

-1，1）上是增函數(shù)，在（1，+∞）上是減函數(shù)；從而化條件為f（x）_min=f（

2a

3

-1）=

4

27

a3-

4

3

a2+3a-2+c≥c，
令g（a）=

4

27

a3-

4

3

a2+3a-2≥0，從而求單調(diào)性與最值，從而得到答案；
（法二）化f（x）≥C為-x³+ax²+bx+c≥c，即-x³+ax²+bx≥0，x∈（-∞，0]，討論x的取值降冪，從而簡(jiǎn)化運(yùn)算，在x∈（-∞，0）時(shí)，可化為x²-ax-b≥0；即x²-ax-3+2a≥0，從而得到a≥

x2-3

x-2

=x+2+

1

x-2

=g（x），再求g（x）的單調(diào)性與最值即可．

解答： 解：（1）∵f（x）=-x³+ax²+bx+c，f′（x）=-3x²+2ax+b，
∴f′（1）=-3+2a+b=0，f′(

1

3

)=-

1

3

+

2

3

a+b=

4

3

；
∴a=1，b=1．
此時(shí)，f′（x）=-3x²+2x+1=-（3x+1）（x-1），
∴當(dāng)x∈（-

1

3

，1）時(shí)，f′（x）＞0，
當(dāng)x∈（1，+∞）時(shí)，f′（x）＜0．
∴滿足條件x=1是極大值點(diǎn)．
∴a=1，b=1．
（2）由（1）知，b=3-2a，
∴f′(x)=-3(x-1)[x-(

2

3

a-1)]
令f′(x)=-3(x-1)[x-(

2

3

a-1)]=0，
則 x₁=1，x₂=

2a

3

-1，
∵f（x）在x=1處取得極大值，
∴

2a

3

-1＜1，
∴a＜3，
又f′(x)=

4

3

有實(shí)根，
即3x²-2ax+2a-

5

3

=0有實(shí)根．
∴△=4a²-12（2a-

5

3

）≥0，
∴a≤1或a≥5，
又a＞0，
綜上，得0＜a≤1．
（3）（法一）由（2）可知，
f（x）在（-∞，

2a

3

-1）上是減函數(shù)，在（

2a

3

-1，1）上是增函數(shù)，在（1，+∞）上是減函數(shù)，
而x∈（-∞，0]，且

2a

3

-1∈（-1，-

1

3

）．
∴f（x）在（-∞，

2a

3

-1]上是減函數(shù)，在（

2a

3

-1，0]上是增函數(shù)，
∴f（x）_min=f（

2a

3

-1）=

4

27

a3-

4

3

a2+3a-2+c≥c，
得g（a）=

4

27

a3-

4

3

a2+3a-2≥0，
∵0＜a≤1，
∴g′(a)=

4

9

a3-

8

3

a+3=

4

9

(a-

9

2

)(a-

3

2

)＞0，
∴y=g（a）在（0，1]上是增函數(shù)，
∴g（a）_max=g（1）=-

5

27

＜0，
∴不存在a∈（0，1]的取值，
使f（x）_min=g（a）≥0成立，
于是，不存在a∈（0，1]的取值，
使得對(duì)?x∈（-∞，0]，都有f（x）≥0． 
（法二）f（x）≥C可化為-x³+ax²+bx+c≥c，
即-x³+ax²+bx≥0，x∈（-∞，0]，
當(dāng)x=0時(shí)，不等式恒成立；
當(dāng)x∈（-∞，0）時(shí)，上式可化為x²-ax-b≥0；
即x²-ax-3+2a≥0，
∴a≥

x2-3

x-2

=x+2+

1

x-2

=g（x），
∵x≤0，
∴g′（x）=1-

1

(x-2)2

＞0，
∴y=g（x）在x∈（-∞，0]上是增函數(shù)，
∴g（x）_max=g（0）=

3

2

，
∴a≥

3

2

，與a∈（0，1]矛盾，
∴不存在a∈（0，1]的取值，使得對(duì)?x∈（-∞，0]，都有f（x）≥0．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用，同時(shí)考查了恒成立問(wèn)題及存在性問(wèn)題，屬于難題．