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已知函数f(x)=和图象过坐标原点O,且在点(-1,f(-1))处的切线的斜率是...

已知函数f(x)=manfen5.com 满分网和图象过坐标原点O,且在点(-1,f(-1))处的切线的斜率是-5.
(1)求实数b,c的值;
(2)求函数f(x)在区间[-1,1]上的最小值;
(3)若函数y=f(x)图象上存在两点P,Q,使得对任意给定的正实数a都满足△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在y轴上,求点P的横坐标的取值范围.
(1)求导数,根据函数在点(-1,f(-1))处的切线的斜率是-5,图象过坐标原点,即可求得实数b,c的值; (2)当x<1时,f(x)=-x3+x2,求导函数,确定函数的单调性,计算函数值,从而可得函数f(x)在区间[-1,1]上的最小值; (3)设P(x1,f(x1)),因为PQ中点在y轴上,所以Q(-x1,f(-x1)),根据OP⊥OQ,可得=-1,分类讨论,确定函数的解析式,利用=-1,即可求得结论. 【解析】 (1)当x<1时,f(x)=-x3+x2+bx+c,∴f′(x)=-3x2+2x+b ∵函数在点(-1,f(-1))处的切线的斜率是-5,∴f′(-1)=-5 ∴-3-2+b=-5,∴b=0 ∵f(0)=0,∴c=0 ∴b=0,c=0 (2)当x<1时,f(x)=-x3+x2,∴f′(x)=-3x2+2x 令f′(x)=0有-3x2+2x=0,∴x=0或x= 令f′(x)>0,可得0<x<;令f′(x)<0,∵-1≤x≤1,∴-1≤x<0或 ∴函数在-1,0,,1出取得最值 ∵f(-1)=2,f(0)=0,f()=,f(1)=0 ∴函数f(x)在区间[-1,1]上的最小值为0; (3)设P(x1,f(x1)),因为PQ中点在y轴上,所以Q(-x1,f(-x1)), ∵OP⊥OQ,∴=-1 ①当x1=1时,f(x1)=0;当x1=-1时,f(-x1)=0,∴≠-1; ②当-1<x1<1时,f(x1)=,f(-x1)=,代入=-1,可得,∴,无解; ③当x1>1时,f(x1)=alnx1,f(-x1)=,代入=-1,可得; 设g(x1)=(x1+1)lnx1(x1>1),∴g′(x1)=lnx1+>0,∴g(x1)是增函数 ∵g(1)=0,∴g(x1)值域是(0,+∞) ∴对任意给定的正实数a,恒有解,满足条件 ④由P,Q横坐标的对称性可得,当x1<-1时,f(x1)=,f(-x1)=aln(-x1), 代入=-1,可得 设h(x1)=(-x1+1)ln(-x1)(x1<-1),∴h′(x1)=-ln(-x1)-<0,∴h(x1)是减函数 ∵h(-1)=0,∴h(x1)值域是(0,+∞) ∴对任意给定的正实数a,恒有解,满足条件 综上所述,满足条件的点P的横坐标的取值范围为(-∞,-1)∪(1,+∞).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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