已知直线y=-2x-2/3与曲线f(x)=1/3x3-bx相切. (Ⅰ)求b的值; (Ⅱ)若方程f(x)=x2+m在(0,+∞)上有两个解x1,x2,求m的取值范围.

问题描述:

已知直线y=-2x-

2
3
与曲线f(x)=
1
3
x3-bx
相切.
(Ⅰ)求b的值;
(Ⅱ)若方程f(x)=x2+m在(0,+∞)上有两个解x1,x2,求m的取值范围.

(I)∵f(x)=

1
3
x3-bx,∴f'(x)=x2-b,
设切点为(x0,y0),依题意得∴
1
3
x 30
-bx0=y0
y0=-2x0-
2
3
x 20
-b=-2

解得:b=3
(II)设h(x)=f(x)-x2-m=
1
3
x3-x2-3x-m

h′(x)=x2-2x-3=(x+1)(x-3),
令h′(x)=0,得x=-1或x=3
在(0,3)上,h′(x)<0,故h(x)在(0,3)上单调递减,
在(3,+∞)上,h′(x)>0,故h(x)在(3,+∞)上是单调递增,
若使h(x)图象在(0,+∞)内与x轴有两个不同的交点,
则需
h(0)=-m>0
h(3)=-9-m<0
∴-9<m<0.
此时存在x>3时,h(x)>0,
例如x=5时,h=
125
3
-25=15-m=
5
3
-m>0.

∴所求m的范围是-9<m<0.