(1)已知函数F(X)=X的三次方-X设a>0,如果过点(a,b)可做曲线y=f(x)的三条切线,证明:-a

问题描述:

(1)已知函数F(X)=X的三次方-X
设a>0,如果过点(a,b)可做曲线y=f(x)的三条切线,证明:-a

证明:F’(X)=3X^2 -1
所以 设点(X0,Y0)为切点,则经过(a,b)的切线为 (3X0^2 -1)*(X-X0)+YO=Y
带入(a,b)化简有:
2X0^3 - 3aX0^2+a+b=0
设G(X)=2X^3 -3aX^2+a+b
依题意有三条切线 则G(X)=0有三个根
须G(X)的极大值大于0 极小值小于0
有G`(X)=6X(X-a) a>0
所以G(X)在(-∞,0)与(a,+∞)单增 在(0,a)单减
极大值G(0)=a+b >0
极小值G(a) =-a^3+a+b<0
又F(a)=a^3-a
所以:-a

此题解法:假设切点横坐标是m,则切线斜率是3×m^2-1,从而切线方程是:y-(m^3-m)=(3m^2-1)(x-m),化简得:y+2m^3=(3m^2-1)x
经过(a,b),所以有:2m^3-3a(m^2)+(a+b)=0,由于过(a,b)可作三条切线,因此关于m的方程
2m^3-3a(m^2)+(a+b)=0
必须有3个解,考虑三次函数g(m)=2m^3-3a(m^2)+(a+b),求导讨论极值点g'(m)=6m(m-a),在m=0处极大值,m=a>0处极小值,
显然g(+∞)=+∞,g(-∞)=-∞,g(m)=0有三个解必须有
g(0)>0,g(a)0,-a^3+a+b