Question

拋物線(xiàn)y=g（x）經(jīng)過(guò)點(diǎn)O（0，0）、A（m，0）與點(diǎn)P（m+1，m+1），其中m＞n＞0，b＜a，設(shè)函數(shù)f（x）=（x-n）g（x）在x=a和x=b處取到極值．
（1）用m，x表示f（x）=0．
（2）比較a，b，m，n的大�。ㄒ�求按從小到大排列）．
（3）若，且過(guò)原點(diǎn)存在兩條互相垂直的直線(xiàn)與曲線(xiàn)y=（x）均相切，求y=f（x）

Answer 1

【答案】分析：（1）先設(shè)拋物線(xiàn)方程y²=kx（x-m），把點(diǎn)P代入拋物線(xiàn)方程求得k，進(jìn)而可得拋物線(xiàn)方程可得．
（2）f（x）=（x-n）g（x）求得函數(shù)f（x）的表達(dá)式，求導(dǎo)，根據(jù)函數(shù)f（x）在x=a和x=b處取到極值，可知f′（a）=0，f′（b）=0，根據(jù)m＞n可知f′（m）＞0，f′（n）＜0，進(jìn)而可判斷b＜n＜a＜m．
（3）設(shè)切點(diǎn)Q（x，y）進(jìn)而可根據(jù)函數(shù)f（x）的導(dǎo)函數(shù)求得斜率，根據(jù)y=x³-（m+n）x²+mnx，可得切線(xiàn)的方程，又根據(jù)切線(xiàn)過(guò)原點(diǎn)，進(jìn)而可得-x³-（m+n）x²-mnx=-3x³-2（m+n）x²+mnx，求得x，分別表示出兩切線(xiàn)的斜率m+n≤2，確定k₁k₂的范圍，進(jìn)而根據(jù)兩條切線(xiàn)垂直可知k₁k₂=-1，推斷出上式等號(hào)成立，有m+n=2，且mn=1．進(jìn)而求得函數(shù)f（x）的表達(dá)式．
解答：解：（1）由拋物線(xiàn)經(jīng)過(guò)點(diǎn)O（0，0）A（m，0），設(shè)拋物線(xiàn)方程y=kx（x-m），k≠0，
又拋物線(xiàn)過(guò)點(diǎn)P（m+1，m+1），則m+1=k（m+1）（m+1-m），得k=1，
所以y=g（x）=x（x-m）=x²-mx．
（2）f（x）=（x-n）g（x）=x（x-m）（x-n）=x³-（m+n）x²+mnx，
f′（x）=3x²-2（m+n）x+mn，函數(shù)f（x）在x=a和x=b處取到極值，
故f′（a）=0，f′（b）=0，∵m＞n＞0，
∴f′（m）=3m²-2（m+n）m+mn=m²-mn=m（m-n）＞0
f′（n）=3n²-2（m+n）+mn=n²-mn=n（n-m）＜0
又b＜a，故b＜n＜a＜m．
（3）設(shè)切點(diǎn)Q（x，y），則切線(xiàn)的斜率k=f′（x）=3x²-2（m+n）x+mn
又y=x³-（m+n）x²+mnx，，所以切線(xiàn)的方程是
y=x³-（m+n）x²-mnx=[3x²-2（m+n）x+mn]（x-x）
又切線(xiàn)過(guò)原點(diǎn)，故-x³-（m+n）x²-mnx=-3x³-2（m+n）x²+mnx，
所以2x³-（m+n）x²=0，解得x=0，或x=．
兩條切線(xiàn)的斜率為k₁=f′（0）=mn，k₂=f′（），
由m+n≤2，得（m+n）²≥8，∴-（m+n）²≥-2，
∴k₂=f′（）=-2（m+n）•+mn=-（m+n）²+mn≥mn-2
所以k₁k₂=（mn）²-2mn=（mn-1）²-1≥-1，
又兩條切線(xiàn)垂直，故k₁k₂=-1，所以上式等號(hào)成立，有m+n=2，且mn=1．
所以f（x）=x3-（m+n）x²+mnx=x³-2x²+x．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查而來(lái)拋物線(xiàn)的應(yīng)用和導(dǎo)函數(shù)的應(yīng)用．考查了學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力．