Question

過(guò)曲線C：f（x）=x³-ax+b外的點(diǎn)A（1，0）作曲線C的切線恰有兩條，
（1）求a，b滿足的等量關(guān)系；
（2）若存在x∈R⁺，使成立，求a的取值范圍．

Answer 1

【答案】分析：（1）設(shè)出切點(diǎn)，求出切點(diǎn)處的導(dǎo)函數(shù)即切線的斜率，據(jù)點(diǎn)斜式寫出切線的方程，將切點(diǎn)代入，列出關(guān)于切點(diǎn)橫坐標(biāo)的方程，據(jù)題意此方程有兩個(gè)根，構(gòu)造函數(shù)，通過(guò)導(dǎo)函數(shù)求出兩個(gè)極值，令極值為0，求出a，b的關(guān)系．
（2）寫出不等式，分離出參數(shù)a，構(gòu)造函數(shù)g（x），將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為a＜g（x）的最大值；通過(guò)對(duì)g（x）求兩階導(dǎo)數(shù)求g（x）的最值．
解答：解：（1）f′（x）=3x²-a，
過(guò)點(diǎn)A（1，0）作曲線C的切線，設(shè)切點(diǎn)（x，f（x）），則切線方程為：y=（3x²-a）（x-1）
將（x，f（x））代入得：f（x）=（3x²-a）（x-1）=x³-ax+b
即2x³-3x²+a-b=0（*）    由條件切線恰有兩條，方程（*）恰有兩根．
令u（x）=2x³-3x²+a-b，u′（x）=6x²-6x=6x（x-1），顯然有兩個(gè)極值點(diǎn)x=0與x=1，
于是u（0）=0或u（1）=0
當(dāng)u（0）=0時(shí)，a=b；
當(dāng)u（1）=0時(shí)，a-b=1，此時(shí)f（x）=x³-ax+a-1=（x-1）（x²+x+1-a）經(jīng)過(guò)（1，0）與條件不符
所以a=b
（2）因?yàn)榇嬖趚∈R⁺，使，即
所以存在x∈R⁺，使，得，即成立
設(shè)g（x）=x²-e^x（x＞0），問(wèn)題轉(zhuǎn)化為a＜g（x）的最大值
g′（x）=2x-e^x，
g′′（x）=2-e^x，令g′′（x）=0得x=ln2，
當(dāng)x∈（0，ln2）時(shí)g′′（x）＞0此時(shí)g′（x）為增函數(shù)，當(dāng)x∈（ln2，+∞）時(shí)g′′（x）＜0，此時(shí)g′（x）為減函數(shù)，
所以g′（x）的最大值為g′（ln2）=2ln2-e^ln2=2ln2-2=2（ln2-1）
∵ln2＜1，∴g′（x）的最大值g′（ln2）＜0，得g′（x）＜0
所以g（x）在（0，+∞）上單調(diào)遞減，g（x）＜g（0）=-1
因此a≤-1．
點(diǎn)評(píng)：求曲線的切線問(wèn)題常利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義：在切點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)值為曲線的切線斜率；解決不等式恒成立問(wèn)題常采用分離參數(shù)轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值．