已知函数f(x)=x3+(a+1)x2+ax-2,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线在x轴上的截距为711.(Ⅰ)求实数a的值;(Ⅱ)证明:当k<1时,曲线y=f(x)与y=(k-1)ex+2x-2有唯一公共点.

问题描述:

已知函数f(x)=x3+(a+1)x2+ax-2,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线在x轴上的截距为

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(Ⅰ)求实数a的值;
(Ⅱ)证明:当k<1时,曲线y=f(x)与y=(k-1)ex+2x-2有唯一公共点.

(Ⅰ)函数f(x)=x3+(a+1)x2+ax-2的导数f′(x)=3x2+2(a+1)x+a,
即有f′(1)=3a+5,切线斜率为3a+5,
f(1)=2a,切点为(1,2a),
则曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为:y-2a=(3a+5)(x-1).
令y=0则x=

a+5
3a+5
,由
a+5
3a+5
=
7
11
,解得a=2;
(Ⅱ)证明:由题意要证:当k<1时,曲线y=f(x)与y=(k-1)ex+2x-2有唯一公共点,
即要证x3+3x2+(1-k)•ex=0在k<1时有唯一解.
设g(x)=x3+3x2+(1-k)•ex
由于1-k>0,则g(x)>x3+3x2=x2(x+3),
①当x≥-3时,g(x)>x2(x+3)≥0,则g(x)在x≥-3时无零点;
②当x<-3时,g′(x)=3x2+6x+(1-k)•ex>3x2+6x=3x(x+2)>0,
则g(x)在x<-3时单调递增.而g(-3)=(1-k)•e-3>0,
由于ex<e-3,则(1-k)•ex<(1-k)•e-3
g(x)=x3+3x2+(1-k)•ex<x3+3x2+
1−k
e3
<x3+3x2+1-k,
设h(x)=x3+3x2+1-k,由于k-1<0,取x=k-4<-3,
则h(x)=h(k-4)=(k-4)3+3(k-4)2+1-k,
即h(k-4)=(k-4)2[(k-4)+3]+1-k=(k-1)[(k-4)2-1]<0,
即存在x=k-4,使得g(x)<h(x)<0,
故存在x0∈(k-4,-3),有g(x0)=0,
综上,当k<1时,曲线y=f(x)与y=(k-1)ex+2x-2有唯一公共点.
答案解析:(Ⅰ)求出函数的导数,求出切线的斜率,求出切点,再由点斜式方程写出切线方程,令y=0,得到方程,解得a=2;
(Ⅱ)由题意要证:当k<1时,曲线y=f(x)与y=(k-1)ex+2x-2有唯一公共点,即要证x3+3x2+
(1-k)•ex=0在k<1时有唯一解.设g(x)=x3+3x2+(1-k)•ex,讨论①当x≥-3时,②当x<-3时,求出导数,判断单调性,得到g(x)=x3+3x2+(1-k)•ex<x3+3x2+1-k,则h(x)=h(k-4)=(k-4)3+3(k-4)2+1-k,
即h(k-4)<0,即存在x=k-4,使得g(x)<h(x)<0,故存在x0∈(k-4,-3),有g(x0)=0,即可得证.
考试点:利用导数研究曲线上某点切线方程.

知识点:本题考查导数的运用:求切线方程,判断函数的单调性,以及运用求最值,考查函数的性质和运用,以及构造导数,运用单调性求解的能力,考查运算能力,属于中档题.