Question

對于函數(shù)f(x)=bx³+ax²-3x.

（1）若f(x)在x=1和x=3處取得極值，且f(x)的圖象上每一點(diǎn)的切線的斜率均不超過2sintcost-2cos²t+,試求實(shí)數(shù)t的取值范圍；

（2）若f(x）為實(shí)數(shù)集R上的單調(diào)函數(shù)，且b≥-1,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為（a,b)，試求出點(diǎn)P的軌跡所圍成的圖形的面積S.

Answer 1

（1）k+≤t≤k+,k∈Z（2）面積為S=(1-a²)da=4

解析:

  （1）由f(x)=bx³+ax²-3x,

則f′(x)=3bx²+2ax-3,

∵f（x）在x=1和x=3處取得極值，

∴x=1和x=3是f′(x)=0的兩個根且b≠0.

.

∴f′(x)=-x²+4x-3.

∵f(x)的圖象上每一點(diǎn)的切線的斜率不超過

2sintcost-2cos²t+,

∴f′(x)≤2sintcost-2cos²t+對x∈R恒成立，

而f′(x)=-(x-2)²+1,其最大值為1.

故2sintcost-2cos²t+≥1

2sin(2t-)≥12k+≤2t-≤2k+,k∈Z

k+≤t≤k+,k∈Z.

（2）當(dāng)b=0時，由f(x)在R上單調(diào)，知a=0.

當(dāng)b≠0時，由f(x)在R上單調(diào)

f′(x)≥0恒成立，或者f′(x)≤0恒成立.

∵f′(x)=3bx²+2ax-3,

∴Δ=4a²+36b≤0可得b≤-a².

從而知滿足條件的點(diǎn)P（a,b)在直角坐標(biāo)平面aOb上形成的軌跡所圍成的圖形是由曲線b=-a²與直線b=-1所圍成的封閉圖形，

其面積為S=(1-a²)da=4.