已知函数f(x)=?x3+ax2+bx,(x<1)c(ex?1?1),(x≥1)在x=0,x=23处存在极值.(1)求实数a,b的值;(2

2024-11-29 12:53:44
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回答1:

解答:解(1)当x<1时,f′(x)=-3x2+2ax+b.(1分)
因为函数f(x)在x=0,x=

2
3
处存在极值,所以
f′(0)=0
f′(
2
3
)=0
解得a=1,b=0.(3分)
(2)由(1)得f(x)=
?x3+x2,(x<1)
c(ex?1?1),(x≥1)

根据条件知A,B的横坐标互为相反数,不妨设A(-t,t3+t2),B(t,f(t)),(t>0).
若t<1,则f(t)=-t3+t2
由∠AOB是直角得,
OA
?
OB
=0,即-t2+(t3+t2)(-t3+t2)=0,
即t4-t2+1=0.此时无解;                                                    (5分)
若t≥1,则f(t)=c(et-1-1).由于AB的中点在y轴上,且∠AOB是直角,所以B点不可能在x轴上,即t≠1.
OA
?
OB
=0,即-t2+(t3+t2)?c(et-1-1)=0,得c=
1
(t+1)(et?1?1)

因为函数y=(t+1)(et-1-1)在t>1上的值域是(0,+∞),
所以实数c的取值范围是(0,+∞).(7分)
(3)由方程f(x)=kx,知kx=
?x3+x2,(x<1)
ex?e,(x≥1)
,可知0一定是方程的根,(8分)
所以仅就x≠0时进行研究:方程等价于k=
?x2+x,(x<1且x≠0)
ex?e
x
,(x≥1)

构造函数g(x)=
?x2+x,(x<1且x≠0)
ex?e
x
,(x≥1)

对于x<1且x≠0部分,函数g(x)=-x2+x的图象是开口向下的抛物线的一部分,
当x=
1
2
时取得最大值
1
4
,其值域是(-∞,0)∪(0,
1
4
);
对于x≥1部分,函数g(x)=
ex?e
x
,由g′(x)=
ex(x?1)+e
x2
>0,知函数g(x)在(1,+∞)上单调递增.
所以,①当k>
1
4
或k≤0时,方程f(x)=kx有两个实根;
②当k=
1
4
时,方程f(x)=kx有三个实根;
③当0<k<
1
4
时,方程f(x)=kx有四个实根.(14分)