已知函数f(x)=在x=0,x=
处存在极值。
(1)求实数a, b的值;
(2)函数y=f(x)的图象上存在两点A, B使得△AOB是以坐标原点O为直角顶点的直角三角形,且斜边AB的中点在y轴上,求实数c的取值范围;
(3)当c=e时,讨论关于x的方程f(x)=kx (k∈R)的实根个数。
已知函数f(x)=在x=0,x=
处存在极值。
(1)求实数a, b的值;
(2)函数y=f(x)的图象上存在两点A, B使得△AOB是以坐标原点O为直角顶点的直角三角形,且斜边AB的中点在y轴上,求实数c的取值范围;
(3)当c=e时,讨论关于x的方程f(x)=kx (k∈R)的实根个数。
(1)当x<1时,f ' (x)=-3x2+2ax+b.
因为函数f(x)在x=0, x=处存在极值,所以
解得a=1, b=0. …………(3分)
(2)由(1)得
根据条件知A, B的横坐标互为相反数,不妨设A(-t, t3+t2), B(t, f(t)(t>0). … (4分)
若t<1,则f(t)=-t3+t2,
由∠AOB是直角得·
=0,即-t2+( t3+t2)(-t3+t2)=0,
即t4-t2+1=0.此时无解; …………(5分)
若t≥1,则f(t)=c(et―1―1).由于AB的中点在y轴上,且∠AOB是直角,
所以B点不可能在x轴上,即t≠1.
同理·
=0, 即-t2+( t3+t2)·c(et―1―1)=0,
整理后得 . …………(7分)
因为函数y=(t+1)(et-1―1)在t>1上的值域是(0, +∞),
所以实数c的取值范围是(0, +∞). …………(8分)
(3)由方程f(x)=kx,
知
因为0一定是方程的根, …………(9分)
所以仅就x≠0时进行研究:
方程等价于
构造函数 …………(10分)
对于x<1且x≠0部分,函数g(x)=-x2+x的图象是开口向下的抛物线的一部分,当x=时取得最大值
,其值域是(-∞, 0)∪(0,
]; …………(11分)
对于x≥1部分,函数,由
,
知函数g(x)在(1, +∞)上单调递增,则g(x)[0,+
) …………(13分)
所以, ①当k>或k<0时,方程f(x)=kx有一个实根;
②当k=或k=0时,方程f(x)=kx有两个实根;
③当0<k<时,方程f(x)=kx有三个实根。 …………(14分)