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1、试题题目:函数f(x)=ax3-6ax2+3bx+b,其图象在x=2处的切线方程为3x+y-11=0...

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2015-12-16 07:30:00

试题原文

函数f(x)=ax3-6ax2+3bx+b,其图象在x=2处的切线方程为3x+y-11=0.
(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)若函数y=f(x)的图象与y=
1
3
f′(x)+5x+m
的图象有三个不同的交点,求实数m的取值范围;
(Ⅲ)是否存在点P,使得过点P的直线若能与曲线y=f(x)围成两个封闭图形,则这两个封闭图形的面积相等?若存在,求出P点的坐标;若不存在,说明理由.

  试题来源:资阳一模   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:函数的零点与方程根的联系



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(Ⅰ)由题意得f'(x)=3ax2-12ax+3b,f'(2)=-3,
∵图象在x=2处的切线方程为3x+y-11=0.
∴x=2时,y=5,即f(2)=5,
12a-24a+3b=-3
8a-24a+6b+b=5
4a-b=1
-16a+7b=5

解得a=1,b=3,
∴f(x)=x3-6x2+9x+3.(4分)
(Ⅱ)由f(x)=x3-6x2+9x+3,可得f'(x)=3x2-12x+9,
1
3
f′(x)+5x+m=
1
3
(3x2-12x+9)+5x+m
=x2+x+3+m,
则由题意可得x3-6x2+9x+3=x2+x+3+m有三个不相等的实根,
即g(x)=x3-7x2+8x-m的图象与x轴有三个不同的交点,g'(x)=3x2-14x+8=(3x-2)(x-4),
则g(x),g'(x)的变化情况如下表.
x(-∞,
2
3
)
2
3
(
2
3
,4)
4(4,+∞)
g'(x)+0-0+
g(x)极大值极小值
则函数f(x)的极大值为g(
2
3
)=
68
27
-m
,极小值为g(4)=-16-m.(6分)
y=f(x)的图象与y=
1
3
f′(x)+5x+m
的图象有三个不同交点,则有:
g(
2
3
)=
68
27
-m>0
g(4)=-16-m<0

解得-16<m<
68
27
.(8分)
(Ⅲ)存在点P满足条件.(9分)
∵f(x)=x3-6x2+9x+3,
∴f'(x)=3x2-12x+9=3(x-1)(x-3),
由f'(x)=0,得x1=1,x2=3.
当x<1时,f'(x)>0;当1<x<3时,f'(x)<0;当x>3时,f'(x)>0.
可知极值点为A(1,7),B(3,3),线段AB中点P(2,5)在曲线y=f(x)上,且该曲线关于点P(2,5)成中心对称.
证明如下:
∵f(x)=x3-6x2+9x+3,
∴f(4-x)=(4-x)3-6(4-x)2+9(4-x)+3=-x3+6x2-9x+7,
∴f(x)+f(4-x)=10.
上式表明,若点A(x,y)为曲线y=f(x)上任一点,其关于P(2,5)的对称点A(4-x,10-y)也在曲线y=f(x)上,曲线y=f(x)关于点P(2,5)对称.
故存在点P(2,5),使得过该点的直线若能与曲线y=f(x)围成两个封闭图形,这两个封闭图形的面积相等.…(12分)
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“函数f(x)=ax3-6ax2+3bx+b,其图象在x=2处的切线方程为3x+y-11=0...”的主要目的是检查您对于考点“高中函数的零点与方程根的联系”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中函数的零点与方程根的联系”。


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