设函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0),曲线y=f(x)通过点(0,2a+3),且在点(-1,f(-1))处的切线垂直于y轴. (1)用a分别表示b和c; (2)当b•c取得最小值时,求函数g(x
题目
设函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0),曲线y=f(x)通过点(0,2a+3),且在点(-1,f(-1))处的切线垂直于y轴.
(1)用a分别表示b和c;
(2)当b•c取得最小值时,求函数g(x)=-f(x)•ex的单调区间.
答案
(1)由f(x)=ax
2+bx+c得到f'(x)=2ax+b.
因为曲线y=f(x)通过点(0,2a+3),故f(0)=c=2a+3,
又曲线y=f(x)在(-1,f(-1))处的切线垂直于y轴,故f'(-1)=0,
即-2a+b=0,因此b=2a.
(2)由(1)得bc=2a(2a+3)=4(a+
)
2-
,
故当a=-
时,bc取得最小值-
.
此时有b=-
,c=
.
从而f(x)=-
x
2-
x+
,f′(x)=-
x-
,g(x)=-f(x)e
x=(
x
2+
x-
)e
x,
所以g′(x)=-f′(x)e
x+(-f(x))e
x=
(x
2+4x)e
x
令g'(x)=0,解得x
1=0,x
2=-4.
当x∈(-∞,-4)时,g'(x)>0,故g(x)在x∈(-∞,-4)上为增函数;
当x∈(-4,0)时,g'(x)<0,故g(x)在x∈(-4,0)上为减函数.
当x∈(0,+∞)时,g'(x)>0,故g(x)在x∈(0,+∞)上为增函数.
由此可见,函数g(x)的单调递增区间为(-∞,-4)和(0,+∞);单调递增区间为(-4,0).
(1)把(0,2a+3)代入到f(x)的解析式中得到c与a的解析式,解出c;求出f'(x),因为在点(-1,f(-1))处的切线垂直于y轴,得到切线的斜率为0,即f′(-1)=0,代入导函数得到b与a的关系式,解出b即可.
(2)把第一问中的b与c代入bc中化简可得bc是关于a的二次函数,根据二次函数求最值的方法求出bc的最小值并求出此时的a、b和c的值,代入f(x)中得到函数的解析式,根据求导法则求出g(x)的导函数,利用x的值分区间讨论g′(x)的正负即可得到g(x)的增减区间.
利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数研究函数的单调性.
本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,以及利用导数研究函数的单调性,解题的关键是函数的导函数的求解,属于中档题.
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