①当0)3(412422>-=-=∆ac b ac b ,即032>-ac b 时,)(x f '与x 轴有两个交点1x ,2x ,)(x f 形成三个单点区间和两个极值点1x ,2x .
②当224124(3)0b ac b ac ∆=-=-=,即230b ac -=时,)(x f '与x 轴有两个等根1x ,2x ,)(x f 没有极值点. ③当224124(3)0b ac b ac ∆=-=-<,即230b ac -<时,)(x f '与x 轴没有交点,)(x f 没有极值点.
性质四:三次方程()0f x =的实根个数
对于三次函数()32
f x ax bx cx d =+++(a 、b 、c 、d R ∈且0a ≠),其导数为c bx ax x f ++='23)(2
当032
>-ac b ,其导数0)(='x f 有两个解1x ,2x ,原方程有两个极值2123b b ac x x -±-、
①当0)()(21>⋅x f x f ,原方程有且只有一个实根,图像如图13,14. ②当12()()0f x f x ⋅=,则方程有2个实根,图像如图15,16. ③当12()()0f x f x ⋅<,则方程有三个实根,图像如图17.
图14 图15 图16 图17 性质五:奇偶性
对于三次函数()32f x ax bx cx d =+++(a 、b 、c 、d R ∈且0a ≠). ①)(x f 不可能为偶函数;②当且仅当0b d ==时是奇函数. 性质六:对称性
(1)结论一:三次函数是中心对称曲线,且对称中心是(,())33b b
f a a
-
-; (2)结论二:其导函数为2()320f x ax bx c '=++= 对称轴为3b
x a
=-
,所以对称中心的横坐标也就是导函数的对称轴,可见,)(x f y =图象的对称中心在导函数()y f x '=的对称轴上,且又是两个极值点的中点,同时也是二阶导为零的点;
(3)结论三:()y f x =是可导函数,若()y f x =的图象关于点(,)m n 对称,则'()y f x =图象关于直线m x =
对称.
(4)结论四:若()y f x =图象关于直线x m =对称,则'()y f x =图象关于点(,0)m 对称. (5)结论五:奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数还是周期函数.
(6)结论六:已知三次函数()32f x ax bx cx d =+++的对称中心横坐标为0x ,若()f x 存在两个极值点1x ,
2x ,则有
()()()()21212012
2
23
f x f x a x x f x x x -'=-
-=-. 性质七:切割线性质
(1)设P 是()f x 上任意一点(非对称中心),过点P 作函数()f x 图象的一条割线AB 与一条切线PT (P 点不为切点),,,A B T 均在()f x 的图象上,则T 点的横坐标平分A B 、点的横坐标,如图18.
图18 图19 图20
x 1 x 2
x x 1 x 2
推论1:设P 是()f x 上任意一点(非对称中心),过点P 作函数()f x 图象的两条切线PM PN 、切点分别为M P 、,则M 点的横坐标平分P N 、的横坐标,如图19.
推论2:设)(x f 的极大值为M ,当成M x f =)(的两根为1x ,2x 12()x x <,则区间[]12,x x 被中心
(,())33b b
f a a
-
-和极小值点三等分,类似的,对极小值点N 也有此结论,如图20.
第二讲 三次函数切线问题
一般地,如图,过三次函数()f x 图象的对称中心作切线L,则坐标平面被切线L 和函数()f x 的图象分割为四个区域,有以下结论:
(1)过区域Ⅰ、IV 内的点作()f x 的切线,有且仅有3条;
(2)过区域II 、Ⅲ内的点以及对称中心作()f x 的切线,有且仅有1条; (3)过切线L 或函数()f x 图象(除去对称中心)上的点作()f x 的切线,有且仅有2条. 【例1】过点()11-,
与曲线()32f x x x =-相切的直线方程是______ . 【解析】由题意可得: ()2'32f x x =-,设曲线上点的坐标为()
3
000,2x x x -,切线的斜率为20
32k x =-, 切线方程为: ()()()320000232y x x x x x --=--,由于切线过点()1,1-,则: ()()
()32
000012321x x x x ---=--,
解得:01x =或01
2x =-将其代入切线方程式整理可得,切线方程为:20x y --=或5410x y +-=.
【例2】若2f x f x +-= 3x x ++对R x ∈恒成立,则曲线y f x =在点()2,2f 处的切线方程为____. 【解析】()()()()()()3
323,23f x f x x x f x f x x x +-=++∴-+=-+-+
()()
()()3
33233f x x x x x ⎡⎤∴=++--+-+⎣⎦
()()()321,31,213f x x x f x x f ''∴=++=+=
又 ()211f =,则曲线()y f x =在点()()2,2f 处的切线方程为()11132y x -=- ,即1315y x =-. 【例3】过点()21A ,
作曲线()33f x x x =-的切线最多有( ) A .3条 B .2条 C .1条 D .0条
【解析】法一:设切点为()
300,3x x x -,则切线方程为()()
()32
0000333y x x x x x --=--,因为过()21A ,
,所以()()()323
20
0133322670x x x x x
x --=--∴-+=令()32267
g x x x =-+
,
()26120
g x x x =-='
0,2x x ∴==,而()()070,210g g =>=-<,所以()0g x =有三个零点,即切线
最多有3条,选A .
法二:根据题意,()33f x x x =-关于点()0,0中心对称,()()23303f x x f ''=-⇒=-,在原点的切线方程为3y x =-,()221f =>故点()2,1A 位于区域Ⅰ,有三条切线(如图),选A .