已知函数f(x)=?13x3+x2+(m2?1)x,(x∈R),其中m>0.(1)当m=2时,求曲线y=f(x)在点(3,f(3))处

2025-02-27 10:49:44
推荐回答(1个)
回答1:

(1)当m=2时,f(x)=?

1
3
x3+x2+3x
∴f′(x)=-x2+2x+3,
故k=f′(3)=0,
又∵f(3)=9
所以曲线y=f(x)在点(3,f(3))处的切线方程为:y=9;
(2)∵f′(x)=-x2+2x+m2-1,
令f′(x)=0,解得x=1-m或x=1+m,因为m>0,所以1+m>1-m,
当x变化时,f′(x)、f(x)的变化情况如下表:

∴f(x)在(-∞,1-m),(1+m,+∞)内是减函数,在(1-m,1+m)内是增函数,
∴函数f(x)在x=1-m处取得极小值f(1-m),且f(1?m)=?
2
3
m3+m2?
1
3

函数f(x)在x=1+m处取得极大值f(1+m),且f(1+m)=
2
3
m3+m2?
1
3

(3)由题设可得f(x)=x(?
1
3
x2+x+m2?1)=?
1
3
x(x?x1)(x?x2)

∴方程?
1
3
x2+x+m2?1=0
有两个相异的实根x1,x2
故x1+x2=3,且△=1+
4
3
(m2?1)>0

解得:m<?
1
2
(舍去)或m>
1
2

∵x1<x2,所以2x2>x1+x2=3,∴x2
3
2
>1

若 x1≤1<x2,则f(1)=?
1
3
(1?x1)(1?x2)≥0

而f(x1)=0,不合题意;
若1<x1<x2,对任意的x∈[x1,x2],有x>0,x-x1≥0,x-x2≤0,
f(x)=?
1
3
x(x?x1)(x?x2)≥0

又f(x1)=0,所以 f(x)在[x1,x2]上的最小值为0,
于是对任意的x∈[x1,x2],f(x)>f(1)恒成立的充要条件是f(1)=m2?
1
3
<0

解得?
3
3
<m<
3
3
;     
综上,m的取值范围是(
1
2
3
3
)