Question

已知函數(shù)f（x）=x²（ax+b），（a，b∈R）在x=2時(shí)有極值，其圖象在點(diǎn)（1，f（1））處的切線與直線3x+y=0平行．
（1）求a、b的值和函數(shù)f（x）的單調(diào)區(qū)間；
（2）若當(dāng)x∈[1，4]時(shí)，方程f（x）-t=0恰有一實(shí)根，試確定t的取值范圍．

Answer 1

解：（1）因?yàn)楹瘮?shù)f（x）=x²（ax+b）在x=2處取得極值，
所以 f'（2）=12a+4b=0①，
由圖象在點(diǎn)（1，f（1））處的切線與直線3x+y=0平行，
則 f'（1）=3a+2b=-3②，
聯(lián)立①②解得 a=1，b=-3，
代入f（x），得 f（x）=x³-3x²，此函數(shù)的定義域?yàn)椋?∞，∞），
f'（x）=3x²-6x，
令f'（x）＞0，得x＜0或x＞2，令f′（x）＜0，得0＜x＜2，
所以函數(shù)f（x）在區(qū)間（-∞，0]和[2，∞）上是單調(diào)遞增的；在區(qū)間（0，2）上是單調(diào)遞減的；
（2）由（1）知：f（x）在[1，2]上單調(diào)遞減，在[2，4]上單調(diào)遞增，
當(dāng)x=2時(shí)f（x）取得極小值，也即最小值為f（2）=8-12=-4，f（1）=1-3=-2，f（4）=64-48=16．
作出y=f（x）（1≤x≤4）的草圖如下圖所示：

方程f（x）-t=0恰有一實(shí)根，即y=f（x）與y=t的圖象只有一個(gè)交點(diǎn)，
由圖象知：-2＜t≤16或t=-4．
故實(shí)數(shù)t的取值范圍為：-2＜t≤16或t=-4．
分析：（1）由f（x）在x=2處有極值，得 f'（2）=0，由圖象在點(diǎn)（1，f（1））處的切線與直線3x+y=0平行，得f'（1）=-3，聯(lián)立方程組解出即可；
（2）借助（1）問結(jié)論作出f（x）在[1，4]上的草圖，則方程f（x）-t=0恰有一實(shí)根即為y=f（x）與y=t的圖象只有一個(gè)交點(diǎn)，由圖象即可求得范圍．
點(diǎn)評(píng)：本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值、單調(diào)性及方程根的個(gè)數(shù)問題，考查數(shù)形結(jié)合思想，考查學(xué)生分析解決問題的能力，屬中檔題．