已知函数f(x)=mx3+nx2(m、n∈R,m≠0)的图象在(2,f(2))处的切线与x轴平行.(1)求n,m的关系式

2025-05-18 06:54:38
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回答1:

(1)因为f'(x)=3mx2+2nx,------(1分)
由已知有f'(2)=0,所以3m+n=0即n=-3m------(2分)
即f'(x)=3mx2-6mx,由f'(x)>0知mx(x-2)>0.
当m>0时得x<0或x>2,f(x)的减区间为(0,2);-----(3分)
当m<0时得:0<x<2,f(x)的减区间为(-∞,0)和(2,+∞);-----(4分)
综上所述:当m>0时,f(x)的减区间为(0,2);
当m<0时,f(x)的减区间为(-∞,0)和(2,+∞);-----(5分)
(2)∵

f(x2)?f(x1)
x2?x1
=m(x12+x22+x1x2-3x1-3x2),------------(6分)
f′(x)?
f(x2)?f(x1)
x2?x1
=0

可化为3x2-6x-x12-x22-x1x2+3x1+3x2=0,令h(x)=3x2-6x-x12-x22-x1x2+3x1+3x2-------(7分)
则h(x1)=(x1-x2)(2x1+x2-3),h(x2)=(x2-x1)(x1+2x2-3),
即h(x1)h(x2)=-(x1-x22(2x1+x2-3)(x1+2x2-3)又因为0<x1<x2<1,所以(2x1+x2-3)<0,(x1+2x2-3)<0,即h(x1)h(x2)<0,-----------(8分)
故h(x)=0在区间(x1,x2)内必有解,
即关于x的方程f′(x)?
f(x2)?f(x1)
x2?x1
=0
在(x1,x2)恒有实数解-----(9分)
(3)令g(x)=lnx,x∈(a,b),-----------(10分)
则g(x)符合拉格朗日中值定理的条件,即存在x0∈(a,b),
使g′(x0)=
g(b)?g(a)
b?a
lnb?lna
b?a
-----------(11分)
因为g′(x)=
1
x
,由x∈(a,b),0<a<b可知g′(x)∈(
1
b
1
a
),b-a>0-----(12分)
1
b
 <g′(x0)=
g(b)?g(a)
b?a
lnb?lna
b?a
ln
b
a
b?a
1
a

b?a
b
<ln
b
a
b?a
a
-----(14分)