已知函数f(x)=ax3+bx2-3x在x=±1处取得极值.(1)求函数f(x)的解析式;(2

已知函数f(x)=ax3+bx2-3x在x=±1处取得极值.

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)求证:对于区间[-1,1]上任意两个自变量的值x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|≤4;

(3)若过点A(1,m)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围.

答案

(1)解:f′(x)=3ax2+2bx-3,依题意,f′(1)=f′(-1)=0,

解得a=1,b=0.∴f(x)=x3-3x.

(2)证明:∵f(x)=x3-3x,∴f′(x)=3x3-3=3(x+1)(x-1).

当-1<x<1时,f′(x)<0,故f(x)在区间[-1,1]上为减函数,

fmax(x)=f(-1)=2,fmin(x)=f(1)=-2.

∵对于区间[-1,1]上任意两个自变量的值x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|≤|fmax(x)-fmin(x)|,

∴|f(x1)-f(x2)|≤|fmax(x)-fmin(x)|=|2-(-2)|=4.

(3)解:f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1),∵曲线方程为y=x3-3x,∴点A(1,m)不在曲线上.

设切点为M(x0,y0),则点M的坐标满足y0=x03-3x0.∵f′(x0)=3(x02-1),

故切线的斜率为3(x02-1)=,整理得2x03-3x02+m+3=0.

∵过点A(1,m)可作曲线的三条切线,∴关于x0的方程2x03-3x02+m+3=0有三个实根.

设g(x0)=2x03-3x02+m+3,则g′(x0)=6x02-6x0.由g′(x0)=0,得x0=0或x0=1.

∴g(x0)在(-∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减.

∴函数g(x0)=2x03-3x02+m+3的极值点为x0=0,x0=1.

∴关于x0方程2x03-3x02+m+3=0有三个实根的充要条件是解得-3<m<-2.

故所求的实数m的取值范围是-3<m<-2.

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