Question

【題目】已知f（x）=x3+3ax2+bx+a2（a＞1）在x=﹣1時(shí)有極值0．
（1）求常數(shù) a，b的值；
（2）方程f（x）=c在區(qū)間[﹣4，0]上有三個(gè)不同的實(shí)根時(shí)，求實(shí)數(shù)c的范圍．

Answer 1

【答案】
（1）解：由f（x）=x3+3ax2+bx+a2，得：f′（x）=3x2+6ax+b

因?yàn)閒（x）=x3+3ax2+bx+a2在x=﹣1時(shí)有極值O，

所以 ，即

解得： 或 ，

當(dāng)a=1，b=3時(shí)，f（x）=x3+3x2+3x+1，

f′（x）=3x2+6x+3=3（x2+2x+1）=3（x+1）2≥0

所以函數(shù)f（x）=x3+3x2+3x+1在（﹣∞，+∞）上為增函數(shù)，

不滿足在x=﹣1時(shí)有極值O，應(yīng)舍掉，

所以，常數(shù)a，b的值分別為a=2，b=9

（2）解：當(dāng)a=2，b=9時(shí)，f（x）=x3+6x2+9x+4，

f′（x）=3x2+12x+9，

由3x2+12x+9＞0，得：x＜﹣3或x＞﹣1，

由3x2+12x+9＜0，得：﹣3＜x＜﹣1．

所以，函數(shù)f（x）=x3+6x2+9x+4的增區(qū)間為（﹣∞，﹣3），（﹣1，+∞）．減區(qū)間為（﹣3，﹣1）．

又f（﹣4）=0，f（﹣3）=4，f（﹣1）=0，f（0）=4，

所以函數(shù)f（x）=x3+6x2+9x+4的大致圖像如圖，

若方程f（x）=C在區(qū)間[﹣4，0]上有三個(gè)不同的實(shí)根，則函數(shù)y=f（x）與y=C的圖像有三個(gè)不同的交點(diǎn)，

由圖像可知方程f（x）=C在區(qū)間[﹣4，0]上有三個(gè)不同的實(shí)根時(shí)實(shí)數(shù)c的范圍是（0，4）．

【解析】（1）求出函數(shù)f（x）的導(dǎo)函數(shù)，由f（x）=x3+3ax2+bx+a2在x=﹣1時(shí)有極值O，則f（﹣1）=0，f′（﹣1）=0，兩式聯(lián)立可求常數(shù)a，b的值；（2）把a(bǔ)，b代入后得到函數(shù)解析式，運(yùn)用函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)大于0和小于0求解函數(shù)f（x）的單調(diào)區(qū)間和函數(shù)f（x）的極值，再求出f（﹣4）和f（0），結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性作出函數(shù)圖像的大致形狀，數(shù)形結(jié)合可求得實(shí)數(shù)c的范圍．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解函數(shù)的極值與導(dǎo)數(shù)的相關(guān)知識(shí)，掌握求函數(shù)的極值的方法是:（1）如果在附近的左側(cè),右側(cè),那么是極大值（2）如果在附近的左側(cè),右側(cè),那么是極小值．