Question

已知函數(shù)f（x）=mx³+2nx²-12x的減區(qū)間（-2，2）
（1）試求m，n的值；
（2）求過點(diǎn)A（1，-11）且與曲線y=f（x）相切的切線方程；
（3）過點(diǎn)A（1，t）是否存在曲線y=f（x）相切的3條切線，若存在求實(shí)數(shù)t的取值范圍；若不存在，請說明理由．

Answer 1

考點(diǎn)：利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點(diǎn)切線方程,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性

專題：計(jì)算題,導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用

分析：（1）函數(shù)f（x）單調(diào)減區(qū)間即為f'（x）＜0的解集，利用根與系數(shù)的關(guān)系求出m與n的值即可；
（2）當(dāng)A為切點(diǎn)時(shí)，利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出x=1處的切線的斜率，利用點(diǎn)斜式求出切線方程，化成一般式即可，當(dāng)A不為切點(diǎn)時(shí)，設(shè)切點(diǎn)為P（x₀，f（x₀）），這時(shí)切線的斜率是k=f'（x₀），將點(diǎn)A（1，-11）代入得到關(guān)于x₀的方程，即可求出切點(diǎn)坐標(biāo)，最后求出切線方程；
（3）存在滿足條件的三條切線．設(shè)點(diǎn)P（x₀，f（x₀））是曲線f（x）=x³-12x的切點(diǎn)，寫出在P點(diǎn)處的切線的方程為y-f（x₀）=f'（x₀）（x-x₀）將點(diǎn)A（1，t）代入，將t分離出來，根據(jù)有三條切線，所以方程應(yīng)有3個(gè)實(shí)根，設(shè)g（x）=2x³-3x²+t+12，只要使曲線有3個(gè)零點(diǎn)即可．建立不等關(guān)系解之即可．

解答： 解：（1）由題意知：f'（x）=3mx²+4nx-12＜0的解集為（-2，2），
所以-2和2為方程3mx²+4nx-12=0的根，
由韋達(dá)定理知0=-

4n

3m

，-4=-

12

3m

即m=1，n=0．
（2）∵f（x）=x³-12x，∴f'（x）=3x²-12，∵f（1）=1³-12•1=-11
當(dāng)A為切點(diǎn)時(shí)，切線的斜率k=f'（1）=3-12=-9，
∴切線為y+11=-9（x-1），即9x+y+2=0；
當(dāng)A不為切點(diǎn)時(shí)，設(shè)切點(diǎn)為P（x₀，f（x₀）），這時(shí)切線的斜率是k=f'（x₀）=3x₀²-12，
切線方程為y-f（x₀）=f'（x₀）（x-x₀），即y=3（x₀²-4）x-2x₀³，
因?yàn)檫^點(diǎn)A（1，-11），-11=3（x₀²-4）-2x₀³，∴2x₀³-3x₀²+1=0，（x₀-1）²（2x₀+1）=0，
∴x₀=1或x₀=-

1

2

，而x₀=1為A點(diǎn)，即另一個(gè)切點(diǎn)為P（-

1

2

，

47

8

），∴k=f′（-

1

2

）=3×

1

4

-12=-

45

4

，
切線方程為y+11=-

45

4

（x-1），即45x+4y-1=0；
所以，過點(diǎn)A（1，-11）的切線為9x+y+2=0或45x+4y-1=0．
（3）存在滿足條件的三條切線．
設(shè)點(diǎn)P（x₀，f（x₀））是過點(diǎn)A的直線與曲線f（x）=x³-12x的切點(diǎn)，
則在P點(diǎn)處的切線的方程為y-f（x₀）=f'（x₀）（x-x₀）即y=3（x₀²-4）x-2x₀³
因?yàn)槠溥^點(diǎn)A（1，t），所以，t=3（x₀²-4）-2x₀³=-2x₀³+3x₀²-12，
由于有三條切線，所以方程應(yīng)有3個(gè)實(shí)根，
設(shè)g（x）=2x³-3x²+t+12，只要使曲線有3個(gè)零點(diǎn)即可．
設(shè)g'（x）=6x²-6x=0，∴x=0或x=1分別為g（x）的極值點(diǎn)，
當(dāng)x∈（-∞，0）和（1，+∞）時(shí)g'（x）＞0，g（x）在（-∞，0）和（1，+∞）上單增，
當(dāng)x∈（0，1）時(shí)g'（x）＜0，g（x）在（0，1）上單減，
所以，x=0為極大值點(diǎn)，x=1為極小值點(diǎn)．
所以要使曲線與x軸有3個(gè)交點(diǎn)，當(dāng)且僅當(dāng)

g(0)＞0 g(1)＜0

即

t+12＞0 t+11＜0

，
解得-12＜t＜-11．

點(diǎn)評(píng)：本小題主要考查函數(shù)單調(diào)性的應(yīng)用、利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點(diǎn)切線方程、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性等基礎(chǔ)知識(shí)，考查運(yùn)算求解能力、轉(zhuǎn)化思想．屬于中檔題．