已知函數(shù)f(x)=x3-3x.
(1)求曲線y=f(x)在點(diǎn)x=2處的切線方程;
(2)若過點(diǎn)A(1,m)(m≠-2)可作曲線y=f(x)的三條切線,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
分析:(1)先求導(dǎo)數(shù)f'(x)=3x2-3,欲求出切線方程,只須求出其斜率即可,故先利用導(dǎo)數(shù)求出在x=2處的導(dǎo)函數(shù)值,再結(jié)合導(dǎo)數(shù)的幾何意義即可求出切線的斜率.從而問題解決.
(2)先將過點(diǎn)A(1,m)(m≠-2)可作曲線y=f(x)的三條切線轉(zhuǎn)化為:方程2x3-3x2+m+3=0(*)有三個不同實(shí)數(shù)根,記g(x)=2x3-3x2+m+3,g'(x)=6x2-6x=6x(x-1),下面利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)g(x)的零點(diǎn),從而求得m的范圍.
解答:解:(1)f'(x)=3x
2-3,f'(2)=9,f(2)=2
3-3×2=2(2分)
∴曲線y=f(x)在x=2處的切線方程為y-2=9(x-2),即9x-y-16=0(4分)
(2)過點(diǎn)A(1,m)向曲線y=f(x)作切線,設(shè)切點(diǎn)為(x
0,y
0)
則y
0=x
03-3x
0,k=f'(x
0)=3x
02-3.
則切線方程為y-(x
03-3x
0)=(3x
02-3)(x-x
0)(6分)
將A(1,m)代入上式,整理得2x
03-3x
02+m+3=0.
∵過點(diǎn)A(1,m)(m≠-2)可作曲線y=f(x)的三條切線
∴方程2x
3-3x
2+m+3=0(*)有三個不同實(shí)數(shù)根、(8分)
記g(x)=2x
3-3x
2+m+3,g'(x)=6x
2-6x=6x(x-1)、
令g'(x)=0,x=0或1、(10分)
則x,g'(x),g(x)的變化情況如下表
x |
(-∞,0) |
0 |
(0,1) |
1 |
(1,+∞) |
g'(x) |
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
g(x) |
遞增 |
極大 |
遞減 |
極小 |
遞增 |
當(dāng)x=0,g(x)有極大值m+3;x=1,g(x)有極小值m+2、(12分)
由題意有,當(dāng)且僅當(dāng)
,即
,-3<m<-2時,
函數(shù)g(x)有三個不同零點(diǎn)、
此時過點(diǎn)A可作曲線y=f(x)的三條不同切線.故m的范圍是(-3,-2)(14分)
點(diǎn)評: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、不等式的解法等基礎(chǔ)知識,考查運(yùn)算求解能力,考查數(shù)形結(jié)合思想、化歸與轉(zhuǎn)化思想.屬于中檔題.