已知函数 $f\left(x\right) = 2{x^3}- 3x$,则下列说法正确的是 \((\qquad)\)
【难度】
【出处】
2014年高考北京卷(文)
【标注】
【答案】
D
【解析】
函数 $f(x)$ 的导函数$$f'(x)=6\left(x+\dfrac{\sqrt 2}2\right)\left(x-\dfrac{\sqrt 2}2\right),$$于是函数 $f(x)$ 在 $\left[-2,-\dfrac{\sqrt 2}2\right)$ 上单调递增,在 $\left(-\dfrac{\sqrt 2}2,\dfrac{\sqrt 2}2\right)$ 上单调递减,在 $\left(\dfrac{\sqrt 2}2,1\right]$ 上单调递增,在 $x=-\dfrac{\sqrt 2}2$ 处取得极大值为 $\sqrt 2$,在 $x=1$ 处的函数值为 $f(1)=-1$,因此函数 $f(x)$ 在区间 $[-2,1]$ 上的最大值为$$\max\left\{f\left(-\dfrac{\sqrt 2}2\right),f(1)\right\}=\max\left\{\sqrt 2,-1\right\}=\sqrt 2.$$设过点 $P(1,t)$ 的直线与曲线 $y=f(x)$ 相切,且切点横坐标为 $m$,则切线方程为$$y=(6m^2-3)(x-m)+2m^3-3m,$$切线经过点 $(1,t)$,因此$$t=(6m^2-3)(1-m)+2m^3-3m,$$即 $t=-4m^3+6m^2-3$.
令 $g(m)=-4m^3+6m^2-3$,则函数 $g(m)$ 的导函数$$g'(m)=12m(1-m),$$于是函数 $g(m)$ 在 $(-\infty ,0)$ 上单调递减,在 $(0,1)$ 上单调递增,在 $(1,+\infty )$ 上单调递减.
依题意,直线 $y=t$ 与函数 $g(m)$ 的图象有三个不同的公共点,因此 $t$ 的取值范围为 $\left(g(0),g(1)\right)$,即 $(-3,-1)$.
过点 $A(-1,2)$ 存在 $3$ 条直线与曲线 $y=f(x)$ 相切;
过点 $B(2,10)$ 存在 $2$ 条直线与曲线 $y=f(x)$ 相切;
过点 $C(0,2)$ 存在 $1$ 条直线与曲线 $y=f(x)$ 相切.
令 $g(m)=-4m^3+6m^2-3$,则函数 $g(m)$ 的导函数$$g'(m)=12m(1-m),$$于是函数 $g(m)$ 在 $(-\infty ,0)$ 上单调递减,在 $(0,1)$ 上单调递增,在 $(1,+\infty )$ 上单调递减.
依题意,直线 $y=t$ 与函数 $g(m)$ 的图象有三个不同的公共点,因此 $t$ 的取值范围为 $\left(g(0),g(1)\right)$,即 $(-3,-1)$.
过点 $A(-1,2)$ 存在 $3$ 条直线与曲线 $y=f(x)$ 相切;
过点 $B(2,10)$ 存在 $2$ 条直线与曲线 $y=f(x)$ 相切;
过点 $C(0,2)$ 存在 $1$ 条直线与曲线 $y=f(x)$ 相切.
题目
答案
解析
备注