Question

若函數(shù)y=f（x）在區(qū)間[a，b]上是連續(xù)的、單調(diào)的函數(shù)，且滿足f（a）•f（b）＜0，則函數(shù)y=f（x）在區(qū)間[a，b]上有唯一的零點”．對于函數(shù)f（x）=-x³+x²+x+m，
（1）當m=0時，討論函數(shù)f（x）=-x³+x²+x+m在定義域內(nèi)的單調(diào)性并求出極值；
（2）若函數(shù)f（x）=-x³+x²+x+m有三個零點，求實數(shù)m的取值范圍．

Answer 1

【答案】分析：（1）直接求函數(shù)f（x）=-x³+x²+x的導函數(shù)，判斷單調(diào)性求函數(shù)極值即可；
（2）三次函數(shù)有三個零點，也就是函數(shù)圖象與x軸有三個交點，函數(shù)的極小值小于0，極大值大于0，即求函數(shù)的極值即可解決．
解答：解：（1）當m=0時，f（x）=-x³+x²+x．
∴f′（x）=-3x²+2x+1=．
列表如下：

由表可知：函數(shù)f（x）=-x³+x²+x在區(qū)間[-，1]上單調(diào)遞增，在和（1，+∞）上單調(diào)遞減．
∴f（x）的極小值為=-，
極大值為?（1）=1．
（2）由（1）知，當x=-時，
f（x）取得極小值，
當x=1時，f（x）取得極大值
f（1）=-1+1+1+m=m+1，
當，即-1＜m＜時，
f（-1）=1+1-1+m=m+1＞0，
=m-＜0，
f（1）=m+1＞0，f（2）=m-2＜0，
∴f（x）=-x³+x²+m在上有唯一零點．
在上有唯一零點，在（1，2]上有唯一零點．又f（x）=-x³+x²+x+m在（-∞，-1]上單調(diào)遞減，
在[2，+∞]上單調(diào)遞減，∴在（-∞，-1]上恒有?f（x）≥f（-1）＞0，在[2，+∞）上恒有f（x）≤f（2）＜0．
∴f（x）=-x³+x²+x+m-在（-∞，-1]和[2，+∞）上無零點．∴-1＜m＜時，函數(shù)f（x）=-x³+x²+x+m在有三個零點，
∴所求實數(shù)m的取值范圍是．
點評：本題考查函數(shù)的導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性，函數(shù)零點的概念，以及函數(shù)的導數(shù)求函數(shù)的極值，屬于中檔題．