Question

對(duì)于三次函數(shù)f(x)=x³-3x²-3mx+4(其中m為常數(shù)）存在極值，請(qǐng)回答下列問(wèn)題.

（1）求f(x)的單調(diào)區(qū)間及極值；

（2）當(dāng)f(x)的極大值為5時(shí)，求m的值；

（3）求曲線(xiàn)y=f(x)的切線(xiàn)中過(guò)原點(diǎn)的切線(xiàn)方程.

Answer 1

分析：對(duì)于（1）由f′(x)=0的根的情況以及f′(x)在相應(yīng)區(qū)間上的符號(hào)來(lái)確定.對(duì)于（2）由(1)確定的極值點(diǎn)，通過(guò)解方程求m.（3）求曲線(xiàn)的切線(xiàn)方程時(shí)，要注意原點(diǎn)不是切點(diǎn).

解：（1）f(x)=x³-3x²-3mx+4.

由f′(x)=3x²-6x-3m=0.

得3x²-6x-3m=0,Δ=36(m+1).

由于三次函數(shù)f(x)=x³-3x²-3mx+4有極值的條件是f′(x)=0必須有相異二實(shí)根.

∴當(dāng)Δ≤0,

即m≤-1時(shí)，函數(shù)無(wú)極值.

當(dāng)Δ＞0,

即m＞-1時(shí)，函數(shù)有極值.

設(shè)f′(x)=0相異實(shí)根分別為α、β,其中α=1-,β=1+(m＞-1),則x變化時(shí)，y′、y的變化情況如下表：

x	(-∞,α)	α	(α,β)	β	(β,+∞)
y′	+	0	-	0	+
y	↗	極大	↘	極小	↗

∴當(dāng)x=1-m+1時(shí),f(x)_極大值=f(α)

=(1-)³-3(1-)²-3m(1-)+4

=2(m+1)-3m+2.

當(dāng)x=1+時(shí),f(x)_極小值=f(β)

=(1+)³-3(1+)²-3m(1+)+4

=-2(m+1) -3m+2.

單調(diào)增區(qū)間為（-∞,1-）及(1+,+∞);

單調(diào)減區(qū)間為（1-,1+）.

（2）令2(m+1)-3m+2=5.

解得m=,

即m=時(shí)，y=f(x)取極大值5.

（3）設(shè)曲線(xiàn)過(guò)點(diǎn)（x₁,x₁³-3x₁²-3mx₁+4)的切線(xiàn)過(guò)原點(diǎn)，此時(shí)切線(xiàn)斜率為k=3x₁²-6x₁-3m,切線(xiàn)方程為y=3(x₁²-2x₁-m)(x-x₁)+x₁³-3x₁²-3mx₁+4.

由于該切線(xiàn)過(guò)原點(diǎn)，

∴-3x₁(x₁²-2x₁-m)+x₁³-3x₁²-3mx₁+4=0.

即2x₁³-3x₁²-4=0,

即(x₁-2)(2x₁²+x₁+2)=0.

∴x₁=2.代入切線(xiàn)方程得：y=-3mx.