Question

（2012•紅橋區(qū)一模）已知函數(shù)f（x）=ax³-3x²+1-

3

a

（a≠0）
（Ⅰ）若f（x）的圖象在x=-1處的切線(xiàn)與直線(xiàn)y=-

1

3

x+1垂直，求實(shí)數(shù)a的取值；
（Ⅱ）求函數(shù)y=f（x）的單調(diào)區(qū)間；
（Ⅲ）若a=1時(shí)，過(guò)點(diǎn)M（2，m）（m≠-6），可作曲線(xiàn)y=f（x）的三條切線(xiàn)，求實(shí)數(shù)m的取值范圍．

Answer 1

分析：（Ⅰ）求出由于切線(xiàn)與直線(xiàn)y=-

1

3

x+1垂直，則f′（-1）=3，解方程得到a的值；
（Ⅱ）由函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，令f′（x）=0，解出函數(shù)的極值點(diǎn)，最后根據(jù)導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性，從而求函數(shù)f（x）的單調(diào)區(qū)間；
（Ⅲ）函數(shù)f（x）=x³-3x²-2，設(shè)切點(diǎn)，由于切線(xiàn)過(guò)點(diǎn)M（2，m）（m≠-6），由切線(xiàn)斜率相等得到3x02-6x0=

y0-m

x0-2

，整理方程，由于過(guò)點(diǎn)M（2，m）（m≠-6），可作曲線(xiàn)y=f（x）的三條切線(xiàn)，問(wèn)題轉(zhuǎn)化為g(x)=2x 3-9x 2+12x +2+m的極值問(wèn)題，列出不等式解出即可．

解答：解：（Ⅰ）因?yàn)閒′（x）=3ax²-6x，且在x=-1處的切線(xiàn)與直線(xiàn)y=-

1

3

x+1垂直，
所以3a+6=3，所以a=-1，
（Ⅱ）由（Ⅰ）知f（x）=-x³-3x²+4，則f′（x）=-3x²-6x，
令f′（x）=0⇒x₁=0，x₂=-2．
顯然當(dāng)x＜-2或x＞0時(shí)，f′（x）＜0；當(dāng)-2＜x＜0時(shí)，f′（x）＞0．
則函數(shù)f（x）的單調(diào)減區(qū)間是（-∞，-2），（0，+∞），函數(shù)f（x）的單調(diào)增區(qū)間是（-2，0）；
（Ⅲ）當(dāng)a=1時(shí)，函數(shù)f（x）=x³-3x²-2，則f′（x）=3x²-6x，
設(shè)切點(diǎn)為P（x₀，y₀），則y0=x03-3x02-2；f′(x0)=3x02-6x0
又由曲線(xiàn)y=f（x）的切線(xiàn)過(guò)點(diǎn)M（2，m）（m≠-6），
則3x02-6x0=

y0-m

x0-2

=

x03-3x02-2-m

x0-2

，
整理得2x03-9x02+12x0+2+m=0
令g(x)=2x 3-9x 2+12x +2+m，有g′(x)=6x 2-18x+12，
令g′（x）＞0，解得x＜1或x＞2，令g′（x）＜0，解得1＜x＜2
故函數(shù)函數(shù)g（x）的極大值為g（1），極小值為g（2）
由于過(guò)點(diǎn)M（2，m）（m≠-6），可作曲線(xiàn)y=f（x）的三條切線(xiàn)，則2x03-9x02+12x0+2+m=0有三個(gè)不同的根
即函數(shù)g(x)=2x 3-9x 2+12x +2+m有三個(gè)不同的零點(diǎn)，亦即函數(shù)g（x）的極大值大于0且極小值小于0
即

g(1)=7+m＞0 g(2)=6+m＜0

，解得-7＜m＜-6，
故實(shí)數(shù)m的取值范圍為（-7，-6）．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查多項(xiàng)式函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，函數(shù)單調(diào)性的判定，函數(shù)最值，函數(shù)、方程與不等式等基礎(chǔ)知識(shí)，一般出題者喜歡考查學(xué)生的運(yùn)算求解能力、推理論證能力及分析與解決問(wèn)題的能力，要出學(xué)生會(huì)用數(shù)形結(jié)合的思想、分類(lèi)與整合思想，化歸與轉(zhuǎn)化的思想來(lái)解決問(wèn)題．