内容正文:
第三章
微拓展 三次函数的图象与性质
(限时训练:30分钟)
1.已知曲线C:y=x3-3x2+3x-1在点M处的切线为l,则l与曲线C的交点个数为 ( )
A.0 B.1
C.2 D.3
2.已知三次函数图象的对称中心的横坐标为其二阶导函数的零点.若f(x)=x3-3x2+3x+1,则f+f(2-a)= ( )
A.0 B.4
C.2 D.-6a2+12a-10
3.(多选)在同一直角坐标系中,函数f(x)=x2-ax和g(x)=x3-x2+ax-a的大致图象可能为 ( )
A B
C D
4.(2023年全国乙卷)函数f(x)=x3+ax+2存在3个零点,则a的取值范围是 ( )
A. B.
C. D.
5.(2022年新课标Ⅰ卷)(多选)已知函数f(x)=x3-x+1,则 ( )
A.f(x)有两个极值点
B.f(x)有三个零点
C.点是曲线y=f(x)的对称中心
D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线
6.已知函数f(x)=x3-ax2+x+2,且f(x)+f=4,M是曲线y=f(x)上任意一点,曲线在点M处的切线为l.
(1)求切线l的倾斜角α 的取值范围;
(2)若过点P可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围.
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第三章
微拓展 三次函数的图象与性质
1.B 解:y'=3x2-6x+3.令x=1,则y'|x=1=0,所以切线l 的方程为y=0,也即x 轴.由y'=3x2-6x+3=3≥0,可知函数y=x3-3x2+3x-1 在R 上单调递增,只有唯一零点x=1.所以l 与曲线C的交点个数为1个.故选B.
2.B 解:f'=3x2-6x+3,f″=6x-6.令f″=0,得x=1.则f=2,f图象的对称中心为.由=1,得f+f=2f=4.故选B.
3.BCD 解:由已知,得f=x,g'=x2-x+a=.
函数f 的图象为开口向上的抛物线,与x 轴在x=0 和x=a 处相交.
g 的图象是“N字型”曲线,当a≠1 时,有x=1 和x=a 两个极值点.
当a=1 时,g单调递增,且g 的图象与y 轴交于点.
对于A,由二次函数图象,知a>0,但三次函数的图象与y 轴的交点在x 轴上方,故A 不正确.
B 项图中两条曲线符合当a=1 时的情形.
C 项图中两条曲线符合当a<0 时的情形.
D 项图中两条曲线符合当a=0 时的情形.
故选BCD.
4.B 解:由题意,知f'=3x2+a.若f 存在3个零点,则f 有极大值和极小值,则a<0.
令f'=0,解得x=- 或.
当x∈(-∞ ,-)∪(,+∞)时,f'>0,当x∈(-,时,f'<0,
故f 的极大值为f,极小值为f.
若f 存在3个零点,则 即 解得a<-3.故选B.
5.AC 解:f'=3x2-1.令f'>0,得x> 或x<-;令f'<0,得-<x<.所以f 在(-,上单调递减,在(-∞ ,-),,+∞)上单调递增.所以x=± 是极值点,故A正确.
因为f=1+>0,f=1->0,f=-5<0,所以函数f 在(-2,-)上有一个零点,在[-,上无零点.当x> 时,f>f>0,即函数f 在,+∞)上无零点.综上,函数f 有一个零点,故B错误.
令h=x3-x,该函数的定义域为R,h=-=-x3+x=-h,则h 是奇函数,是h 的对称中心.将h 的图象向上平移一个单位长度得到f 的图象,所以点是曲线y=f 的对称中心,故C正确.
令f'=3x2-1=2,可得x=±1.又f=f=1,所以当切点为 时,切线方程为y=2x-1,当切点为 时,切线方程为y=2x+3,故D错误.故选AC.
6.解:(1)由f+f=4,得x3-ax2+x+2-x3-ax2-x+2=-ax2+4=4.
解得a=0,所以f=x3-x+2.
f'=x2-1≥-1,故tan α≥-1.
显然α≠,所以α∈∪.
即切线l 的倾斜角α 的取值范围是∪.
(2)设曲线y=f 与过点P的切线相切于点,-x0+2).
则切线的斜率为k=-1,切线方程为y-(-x0+2)=.
因为点P 在切线上,
所以m-=,即m=-++1.
由题意,知该方程有三个不同的解.
设g=-x3+x2+1,则g'=-2x2+2x=-2x.令g'=0,解得x=0 或x=1.
当x<0 或x>1 时,g'<0;当0<x<1 时,g'>0.
所以g 在 和 上单调递减,在 上单调递增.
故g 的极小值为g=1,极大值为g=,则1<m<.
所以实数m 的取值范围是,.
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