已知函数f(x)=13x3−2x2+ax(a∈R,x∈R)在曲线y=f(x)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线y=x垂直.(Ⅰ)求a的值和切线l的方程;(Ⅱ)设曲线y=f(x)上任一点处的切线的倾斜角为θ,求θ的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=

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x3−2x2+ax(a∈R,x∈R)在曲线y=f(x)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线y=x垂直.
(Ⅰ)求a的值和切线l的方程;
(Ⅱ)设曲线y=f(x)上任一点处的切线的倾斜角为θ,求θ的取值范围.

(Ⅰ)∵f(x)=13x2−2x2+ax,∴f/(x)=x2-4x+a.(2分)∵在曲线y=f(x)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线y=x垂直,∴x2-4x+a=-1有且只有一个实数根.∴△=16-4(a+1)=0,∴a=3.(4分)∴x=2,f(2)=23....
答案解析:(1)由已知可得函数的导函数,即切线斜率的函数,因为在曲线y=f(x)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线y=x垂直,所以导函数只有一个实根,进而易得a的值与切线1的方程.
(2)因为在曲线y=f(x)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线y=x垂直,显然切线斜率≥-1从而可以解出θ的范围.
考试点:直线的点斜式方程;直线的倾斜角.
知识点:本题考查了直线的点斜式方程及直线的倾斜角,是一道综合题,应注意运用导函数求解.