(2012•安徽模擬)已知函數(shù)f(x)=ax3+bx2+c(a,b,c∈R,a≠0)的圖象過(guò)點(diǎn)P(-1,2)且在P處的切線與直線x-3y=0垂直.
(Ⅰ)若c=0,試求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)若a>0,b>0且f(x)在區(qū)間(-∞,m)及(n,+∞)上均為增函數(shù),試證:n-m>1.
分析:(Ⅰ)由題意可得f′(-1)=3a-2b,過(guò)P的切線與直線x-3y=0垂直,c=0,可解得a=1,b=3,從而利用導(dǎo)數(shù)法可求得函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,b=
3
2
(a+1),代入f′(x)=3ax2+2bx,可得f'(x)=3ax2+3(a+1)x,利用f′(x)≥0得:x≤-
a+1
a
或x≥0,結(jié)合題意即可證得結(jié)論.
解答:解:(Ⅰ)∵f(x)=ax3+bx2+c,
∴f′(x)=3ax2+2bx,
∴f′(-1)=3a-2b,
又過(guò)P的切線與直線x-3y=0垂直,
∴3a-2b=-3,
又c=0,
∴f(-1)=-a+b=2,聯(lián)立
3a-2b=-3
-a+b=2
,解得a=1,b=3.
∴f(x)=x3+3x2,f'(x)=3x2+6x;
由f'(x)≥0⇒x≤-2或x≥0;f'(x)<0⇒-2<x<0
∴f(x)在(-∞,-2]及[0,+∞)上單調(diào)遞增,在[-2,0]上單調(diào)遞減.
(Ⅱ)證明:由(Ⅰ)知,b=
3
2
(a+1),
∴f'(x)=3ax2+3(a+1)x且a>0,令f′(x)≥0得:x≤-
a+1
a
或x≥0,
又f(x)在區(qū)間(-∞,m)及(n,+∞)上均為增函數(shù),
∴n-m≥0-(-
a+1
a
)=
a+1
a
=1+
1
a
>1.
點(diǎn)評(píng):本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求得f(x)=x3+3x2是基礎(chǔ),靈活應(yīng)用導(dǎo)數(shù)與單調(diào)性間的關(guān)系是解決問(wèn)題的關(guān)鍵,屬于中檔題.
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3
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