Question

已知函數(shù)f（x）=ax³+bx²+cx+d（a，b，c，d∈R）的圖象與x軸交于A，B，C三點．若點B的坐標(biāo)為（2，0），且函數(shù)f（x）在區(qū)間[-1，0]和[4，5]上有相同的單調(diào)性，在區(qū)間[0，2]和[4，5]上有相反的單調(diào)性．
（1）求c的值；
（2）求

b

a

的取值范圍；
（3）求|AC|的最大值和最小值．

Answer 1

分析：（1）利用函數(shù)f（x）的單調(diào)區(qū)間判斷出x=0是函數(shù)的極值點，利用函數(shù)在極值點處的導(dǎo)數(shù)值為0，列出方程求出c的值．
（2）將c的值代入導(dǎo)函數(shù)，令導(dǎo)函數(shù)為0求出方程的兩個根即兩個極值點，據(jù)函數(shù)的單調(diào)性，判斷出根-

2b

3a

與區(qū)間端點的關(guān)系，列出不等式組求出

b

a

的范圍．
（3）設(shè)出f（x）的三個零點，寫出f（x）的利用三個根不是的解析式，將x=2代入，利用韋達(dá)定理求出A，C的距離，據(jù)（2）求出|AC|的最值．

解答：解：（1）由條件可知f（x）在區(qū)間[-1，0]和[0，2]上有相反的單調(diào)性，
∴x=0是f（x）的一個極值點，
∴f′（0）=0
而f′（x）=3ax²+2bx+c，
故c=0．
（2）令f′（x）=0，則3ax²+2bx=0，
解得x1=0，x2=-

2b

3a

．
又f（x）在區(qū)間[0，2]和[4，5]上有相反的單調(diào)性，
得

- 2b 3a ≥2 - 2b 3a ≤4

解得-6≤

b

a

≤-3．
（3）設(shè)A（α，0），C（β，0），
則由題意可令f（x）=a（x-α）（x-2）（x-β）=a[x³-（2+α+β）x²+（2α+2β+αβ）x-2αβ]…（2分）
則

b=-a(2+α+β) d=-2aαβ

，解得

α+β=- b a -2 αβ=- d 2a

又∵函數(shù)f（x）的圖象交x軸于B（2，0），
∴f（2）=0即8a+4b+d=0
∴d=-4（b+2a），
αβ=4+

2b

a

從而|AC|=|α-β|=

(α+β)2-4αβ

=

( b a -2)2-16

∵-6≤

b

a

≤-3
∴當(dāng)

b

a

=-6時，|AC|_max=4

3

；當(dāng)

b

a

=-3時，|AC|_min=3．

點評：本題考查極值點處的函數(shù)值為0，極值點左右兩邊的導(dǎo)函數(shù)符號相反；解決二次方程的根的問題常用到韋達(dá)定理．