Question

已知函數(shù)f（x）=x³+ax^•2+bx+c，曲線y=f（x）在點(diǎn)x=1處的切線l不過第四象限且斜率為3，又坐標(biāo)原點(diǎn)到切線l的距離為．若時(shí)，y=f（x）有極值．
（1）求a、b、c的值；
（2）設(shè)g（x）=x³+k+8lnx，若關(guān)于x的方程f（x）=g（x）在[1，e]內(nèi)有且只有一個實(shí)數(shù)根，求實(shí)數(shù)k的取值范圍．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知函數(shù)f（x）=x³+ax²+bx+c，對其進(jìn)行求導(dǎo)，求出其在x=1處的斜率，求出其極值點(diǎn)，然后求出切線l的解析式，再根據(jù)點(diǎn)到直線的距離，切線l不過第四象限，得到m、a、b、c的值；
（2）由（1）可得f（x）=x³+2x²-4x+5，方程f（x）=g（x）可化為：2x²-4x-81nx+5=k，設(shè)h（x）=2x²-4x-8lnx+5（x＞0），對其進(jìn)行求導(dǎo)，得到其單調(diào)區(qū)間，從而求實(shí)數(shù)k的取值范圍．
解答：解：（1）由f（x）=x³+ax²+bx+c，得f'（x）=3x²+2ax+b．
當(dāng)x=1時(shí)，切線l的斜率為3，可得2a+b=0．…①
當(dāng)時(shí)，y=f（x）有極值，則，可得4a+3b+4=0…②
由①、②解得a=2，b=-4．設(shè)切線l的方程為y=3x+m
由原點(diǎn)到切線l的距離為，則．
解得m=±1
∵切線l不過第四象限，
∴m=1，
∴切線方程為y=3x+1，
由于l切點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x=1，
∴f（1）=4，
∴1+a+b+c=4，
∴c=5
∴a=2，b=-4，c=5
（2）由（1）可得f（x）=x³+2x²-4x+5，
方程f（x）=g（x）可化為：2x²-4x-81nx+5=k．
設(shè)h（x）=2x²-4x-8lnx+5（x＞0），
則．
令h^′（x）=0，得x=2（負(fù)值舍去）．

x	[1，2）	2	（2，e]
h'（x）	-	O	+
h（x）	↘	極小值	↗

∴h（x）在x=2處取得極小值h（2）=5-8ln2．
又h（1）=3，h（e）=2e²-4e-3，且h（e）＜h（1）．
∴h（x）的大致圖象如右圖：
∴由圖知，當(dāng)k=5-8ln2或2e²-4e-3＜k≤3時(shí)，方程f（x）=g（x）在[1，e]內(nèi)有且只有一個實(shí)數(shù)根．
點(diǎn)評：此題主要考查導(dǎo)數(shù)研究區(qū)間的點(diǎn)的切線及其單調(diào)區(qū)間，還考查了點(diǎn)到直線的距離，有一定的難度，此題是一道綜合題；