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函数f=ax3-6ax2+3bx+b,其图象在x=2处的切线方程为3x+y-11=0.求函数f的解析式;若函数y=f的图象与y=1

题文

函数f(x)=ax3-6ax2+3bx+b,其图象在x=2处的切线方程为3x+y-11=0.
(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)若函数y=f(x)的图象与y=13f′(x)+5x+m的图象有三个不同的交点,求实数m的取值范围;
(Ⅲ)是否存在点P,使得过点P的直线若能与曲线y=f(x)围成两个封闭图形,则这两个封闭图形的面积相等?若存在,求出P点的坐标;若不存在,说明理由. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(Ⅰ)由题意得f'(x)=3ax2-12ax+3b,f'(2)=-3,
∵图象在x=2处的切线方程为3x+y-11=0.
∴x=2时,y=5,即f(2)=5,
∴12a-24a+3b=-38a-24a+6b+b=5即4a-b=1-16a+7b=5
解得a=1,b=3,
∴f(x)=x3-6x2+9x+3.(4分)
(Ⅱ)由f(x)=x3-6x2+9x+3,可得f'(x)=3x2-12x+9,
∴13f′(x)+5x+m=13(3x2-12x+9)+5x+m=x2+x+3+m,
则由题意可得x3-6x2+9x+3=x2+x+3+m有三个不相等的实根,
即g(x)=x3-7x2+8x-m的图象与x轴有三个不同的交点,g'(x)=3x2-14x+8=(3x-2)(x-4),
则g(x),g'(x)的变化情况如下表.
x(-∞,23)23(23,4)4(4,+∞)g'(x)+0-0+g(x)↗极大值↘极小值↗则函数f(x)的极大值为g(23)=6827-m,极小值为g(4)=-16-m.(6分)
y=f(x)的图象与y=13f′(x)+5x+m的图象有三个不同交点,则有:g(23)=6827-m>0g(4)=-16-m<0
解得-16<m<6827.(8分)
(Ⅲ)存在点P满足条件.(9分)
∵f(x)=x3-6x2+9x+3,
∴f'(x)=3x2-12x+9=3(x-1)(x-3),
由f'(x)=0,得x1=1,x2=3.
当x<1时,f'(x)>0;当1<x<3时,f'(x)<0;当x>3时,f'(x)>0.
可知极值点为A(1,7),B(3,3),线段AB中点P(2,5)在曲线y=f(x)上,且该曲线关于点P(2,5)成中心对称.
证明如下:
∵f(x)=x3-6x2+9x+3,
∴f(4-x)=(4-x)3-6(4-x)2+9(4-x)+3=-x3+6x2-9x+7,
∴f(x)+f(4-x)=10.
上式表明,若点A(x,y)为曲线y=f(x)上任一点,其关于P(2,5)的对称点A(4-x,10-y)也在曲线y=f(x)上,曲线y=f(x)关于点P(2,5)对称.
故存在点P(2,5),使得过该点的直线若能与曲线y=f(x)围成两个封闭图形,这两个封闭图形的面积相等.…(12分)

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解析

12a-24a+3b=-38a-24a+6b+b=5

考点

据考高分专家说,试题“函数f(x)=ax3-6ax2+3bx+.....”主要考查你对 [函数的零点与方程根的联系 ]考点的理解。 函数的零点与方程根的联系

函数零点的定义

一般地,如果函数y =f(x)在实数a处的值等于零,即f(a)=o,则a叫做这个函数的零点,有时我们把一个函数的图象与x轴的交点的横坐标,也叫做这个函数的零点。               

函数零点具有的性质:

对于任意函数y=(x)只要它的图象是连续不间断的,则有:
(1)当它通过零点时(不是二重零点),函数值变号.如函数f(x)=x2-2x -3的图象在零点-1的左边时,函数值取正号,当它通过第一个零点-1时,函数值由正变为负,在通过第二个零点3时,函数值又由负变为正.
(2)在相邻两个零点之间所有的函数值保持同号,

方程的根与函数的零点的联系

方程f(x)=0有实根
函数f=ax3-6ax2+3bx+b,其图象在x=2处的切线方程为3x+y-11=0.求函数f的解析式;若函数y=f的图象与y=1
函数y=f(x)的图像与x轴有交点
函数f=ax3-6ax2+3bx+b,其图象在x=2处的切线方程为3x+y-11=0.求函数f的解析式;若函数y=f的图象与y=1
函数y=f(x)有零点

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