已知函数f(x)=x3+3bx2+cx+d在(-∞,0)上是增函数,在(0,2)上是减函数,且f(x)=0的一个根为-b

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  • 解题思路:(Ⅰ)求导函数,利用函数f(x)=x3+3bx2+cx+d在(-∞,0)上是增函数,在(0,2)上是减函数,可得x=0是极大值点,从而f'(0)=0,故可求c的值;

    (Ⅱ)令f'(x)=0,得x=0或-2b,根据-b是方程f(x)=0的一个根,可得f(x)=x3+3bx2-2b3=(x+b)(x2+2bx-2b2),从而可得方程x2+2bx-2b2=0的根的判别式△=4b2-4(-2b2)=12b2>0,结合(-b)2+2b(-b)-2b2=-3b2≠0,可得结论;

    (Ⅲ)根据函数的单调性可知x=0是极大值点,从而可得-2<b≤-1,构造函数g(b)=f(1)=-2b3+3b+1,可得g(b)在(-2,-1]上单调递减,即可求得f(1)的取值范围.

    (Ⅰ)求导函数,可得f'(x)=3x2+6bx+c

    ∵函数f(x)=x3+3bx2+cx+d在(-∞,0)上是增函数,在(0,2)上是减函数,

    ∴x=0是极大值点,

    ∴f'(0)=0,∴c=0…(2分)

    (Ⅱ)证明:令f'(x)=0,得x=0或-2b

    由f(x)的单调性知-2b≥2,∴b≤-1

    ∵-b是方程f(x)=0的一个根,则(-b)3+3b(-b)2+d=0⇒d=-2b3
    ∴f(x)=x3+3bx2-2b3=(x+b)(x2+2bx-2b2)…(4分)

    方程x2+2bx-2b2=0的根的判别式△=4b2-4(-2b2)=12b2>0

    又(-b)2+2b(-b)-2b2=-3b2≠0,

    即-b不是方程x2+2bx-2b2=0的根,∴f(x)=0有不同于-b的根x1、x2

    ∵x1+x2=-2b,∴x1、-b、x2成等差数列…(8分)

    (Ⅲ)根据函数的单调性可知x=0是极大值点

    ∴f(0)<16⇒-2b3<16,∴b>-2,于是-2<b≤-1

    令g(b)=f(1)=-2b3+3b+1

    求导g'(b)=-6b2+3-2<b≤-1时,g'(b)<0,

    ∴g(b)在(-2,-1]上单调递减

    ∴g(-1)≤g(b)<g(-2)

    即0≤f(1)<11…(14分)

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性;等差数列的性质.

    考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数的极值,考查函数的单调性,正确运用导数是关键.