解答题已知函数f(x)=-x3+ax2+b(a,b∈R)(1)若函数f(x)在(0,2

发布时间:2020-07-09 06:18:25

解答题已知函数f(x)=-x3+ax2+b(a,b∈R)
(1)若函数f(x)在(0,2)上是增函数,求实数a的取值范围;
(2)设x1,x2,x3为方程f(x)=0的三个根,且x1∈(-1,0),x2∈(0,1),x3(-∞,-1)∪(1,+∞),求证:|a|>1.

网友回答

解:(1)解:由题意,得f′(x)=-3x2+2ax?
令f′(x)=0,解得x=0或x=
当a<0时,由f′(x)>0,解得a<x<0,
∴f(x)在(,0)上是增函数,与题意不符,舍去??????
当a=0时,由f′(x)=-3x2≤0,
∴f(x)在(-∞,+∞)上是减函数与题意不符,舍去???
当a>0时,由f′(x)>0,解得0<x<
∴f(x)在(0,)上是增函数,
又∵f(x)在(0,2)上是增函数,
所以≥2,解得a≥3???
综上,a的取值范围为[3,+∞)?????????
另解:要使f(x)在(0,2)上是增函数,只需f′(x)在(0,2)上恒大于或等于零
∵f′(x)=)=-3x2+2ax?的图象是开口向下的抛物线,且过定点(0,0)
∴只需,即
a≥3,即a的取值范围为[3,+∞)??????
(2)解:因为方程f(x)=-x3+ax2+b=0最多只有3个根,
由题意得在区间(-1,0)内仅有一根,
∴f(-1)f(0)=b(1+a+b)<0,①
由题意得在区间(0,1)内仅有一根,
∴f(0)?f(1)=b(-1+a+b)<0??????②
当b=0时,∵f(0)=0,
∴f(x)=0有一根0,这与题意不符,
∴b≠0
当b>0时,由①得1+a+b<0,即a<-b-1,
由②得-1+a+b<0,即a<-b+1,
∵-b-1<-b+1,∴a<-b-1<-1,
即a<-1????
当b<0时,由①得1+a+b>0,即a>-b-1,
由②得-1+a+b>0,即a>-b+1,
∵-b-1<-b+1,∴a>-b+1>1,
即a>1??
综上,|a|>1解析分析:(1)先求函数f(x)的导函数f′(x)=-3x2+2ax,f′(x)=0的两个根分别为x=0或x=,为了求函数的单调增区间,需讨论a与0的关系,结合已知函数f(x)在(0,2)上是增函数,区间(0,2)应为函数单调增区间的子区间,从而求得a的范围,也可根据导函数的图象开口向下,过(0,0)的特点,只需导函数在(0,2)上恒大于或等于零,即解得a的范围.(2)由于一元三次方程最多三个根,且x1∈(-1,0),x2∈(0,1),x3(-∞,-1)∪(1,+∞),由根的存在性定理,f(-1)×f(0)<0,且f(0)×f(1)<0,得关于a和b的不等式,分别讨论b>0,b=0,b<0,证明满足题意的a的绝对值恒大于1点评:本题考查了导数在函数单调性中的应用,已知函数的单调性求参数范围的解决方法,函数的零点存在性定理与方程根的分布的关系,分类讨论的思想方法
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