20.已知函数f(x)=x4-4x3+ax2-1在区间[0,1)上单调递增,在区间[1,2)上单调递减.
(Ⅰ)求a的值;
(Ⅱ)若点A(x0,f(x0))在函数f(x)的图象上,求证点A关于直线x=1的对称点B也在函数f(x)的图象上;
(Ⅲ)是否存在实数b,使得函数g(x)=bx2-1的图象与函数f(x)的图象恰有3个交点.若存在,请求出实数b的值;若不存在,试说明理由.
解:(Ⅰ)由函数f(x)=x4-4x3+ax2-1,在区间[0,1)上单调递增,在区间[1,2)上单调递减,
∴x=1时,f(x)取得极大值,∴f′(1)=0. 2分
f′(x)=4x3-12x2+2ax, ∴4-12+2a=0
a=4. 4分
(Ⅱ)点A(x0,f(x0))关于x=1的对称点B坐标为(2-x0,f(x0)), 6分
f(2-x0)=(2-x0)4-4(2-x0)3+4(2-x0)2-1=(2-x0)2[(2-x0)-2]2-1
=x04-4x03+4x02-1=f(x0). 8分
∴点A关于直线x=1的对称点B也在函数f(x)的图象上. 9分
(Ⅲ)函数g(x)=bx2-1的图象与函数f(x)的图象恰有3个交点,等价于方程x4-4x3+4x2-1=bx2-1恰有3个不等实根, 10分
x4-4x3+4x2-1=bx2-1
x4-4x3+(4-b)x2=0.
∵x=0是其中一个根,
∴方程x2-4x+(4-b)=0有两个非0不等实根. 12分
∴
∴b>0且b≠4. 14分
- 答案