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三次函数

安徽省黄山市 2023 届高三第一次质量检测数学试题

题目:对于函数 $f(x)=x^{3}-2x^{2}+ax+b\ (a,b\in R)$,则( )

A. $f(x)$ 是单调函数的充要条件是 $a>\dfrac{4}{3}$

B. $f(x)$ 图像一定是中心对称图形

C. 若 $a=0$,且 $f(x)$ 恰有一个零点,则 $b<0$ 或者 $b>\dfrac{32}{27}$

D. 若 $f(x)$ 的三个零点 $x_{1},\ x_{2},\ x_{3}$ 恰为某三角形的三边长,则 $a+b>1$

解答:

对于 A:

$\because f'(x)=3x^{2}-4x+a$

$\therefore$ 若 $f(x)$ 是单调函数需 $3x^{2}-4x+a\geq 0$ 恒成立。

$\therefore \Delta=14-12a\leq 0$

$\therefore a\geq \dfrac{4}{3}$,故 A 错误。

B 显然正确,且对称中心为 $\left(\dfrac{2}{3},f(\dfrac{2}{3})\right)$。

对于 C:

若 $f(x)$ 有一个零点,则 $x^{3}-2x^{2}+b=0$ 有一个解。

$\therefore b=-x^{3}+2x^{2}$ 有一个解。

设 $g(x)=-x^{3}+2x^{2}$,$g'(x)=-3x^{2}+4x$

$\therefore x<0$ 和 $x>\dfrac{4}{3}$ 时 $g(x)$ 单减,$0<x<\dfrac{4}{3}$ 时 $g(x)$ 单增。

$\therefore g(x)$ 极小值为 $g(x)=0$,极大值为 $g(\dfrac{4}{3})=\dfrac{32}{27}$。

如右图所示:

$\therefore b<0$ 或 $b>\dfrac{32}{27}$,故 C 正确。

对于 D:

依题 $f(x)=(x-x_{1})(x-x_{2})(x-x_{3})$

$=x^{3}-\left(x_{1}+x_{2}+x_{3}\right)x^{2}+\left(x_{1}x_{2}+x_{2}x_{3}+x_{1}x_{3}\right)x-x_{1}x_{2}x_{3}$

$\therefore\begin{cases}x_{1}+x_{2}+x_{3}=2 \\ x_{1}x_{2}+x_{2}x_{3}+x_{1}x_{3}=a \\ -x_{1}x_{2}x_{3}=b\end{cases}$

$\because x_{1}、x_{2}、x_{3}$ 为三角形三边边长

$\therefore x_{1}+x_{2}>x_{3},\ x_{1}+x_{3}>x_{2},\ x_{2}+x_{3}>x_{1}$

$\therefore 2-x_{3}>x_{3},\ 2-x_{2}>x_{2},\ 2-x_{1}>x_{1}$

$\therefore 1-x_{3}>0,\ 1-x_{2}>0,\ 1-x_{1}>0$

$\therefore\left(1-x_{1}\right)\left(1-x_{2}\right)\left(1-x_{3}\right)>0$

$\therefore 1-\left(x_{1}+x_{2}+x_{3}\right)+\left(x_{1}x_{2}+x_{2}x_{3}+x_{1}x_{3}\right)-x_{1}x_{2}x_{3}>0$

$\therefore a+b>1$,故 D 正确。

答案:BCD

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