解答题设函数f(x)=x3+x2+x+5(a,b∈R,a>0)的定义域为R.当x=x1

发布时间:2020-07-09 06:46:00

解答题设函数f(x)=x3+x2+x+5(a,b∈R,a>0)的定义域为R.当x=x1时取得极大值,当x=x2时取得极小值.
(I)若x1<2<x2<4,求证:函数g(x)=ax2+bx+1在区间(-∞,-1]上是单调减函数;
(II)若|x1|<2,|x1-x2|=4,求实数b的取值范围.

网友回答

解:法一??f'(x)=ax2+(b-1)x+1.
因为f(x)当x=x1时取得极大值,当x=x2时取得极小值.
所以f'(x)=ax2+(b-1)x+1=0的两根为x1,x2,且x1<x2.
(Ⅰ)由题知,f'(x)=0的两个根x1,x2满足x1<2<x2<4,a>0
当且仅当
所以16a+4b>3>3(4a+2b),得->-1.
因为函数g(x)=ax2+bx+1在区间(-∞,-)上是单调减函数,
所以函数g(x)=ax2+bx+1在区间(-∞,-1]上是单调减函数;
(Ⅱ)因为方程ax2+(b-1)x+1=0的两个根x1,x2(x1<x2),且x1?x2=>0,所以x1,x2同号.
又|x1-x2|==4,所以(b-1)2=16a2+4a.③
若-2<x1<0,则-2<x1<x2<0,则|x1-x2|<2,与|x1-x2|=4矛盾,
所以0<x1<2,则所以4a+1<2(1-b),
结合③得(4a+1)2<4(1-b)2=4(16a2+4a),解得a>或-a<.结合a>0,得a>.
所以2(1-b)>4a+1>,得b<.
所以实数b的取值范围是(-∞,).
法二??f'(x)=ax2+(b-1)x+1.
(Ⅰ)由题知,f'(x)=0的两个根x1,x2满足x1<2<x2<4,
当且仅当
由①得,-b>2a-.
因为a>0,所以->1-.③
由结合③,得->-1.
因为函数g(x)=ax2+bx+1在区间(-∞,-)上是单调减函数,
所以函数g(x)=ax2+bx+1在区间(-∞,-1)上是单调减函数;
(Ⅱ)因为x1?x2=>0,所以x1,x2同号.
由|x1|<2,得-2<x1<2.
若-2<x1<0,则-2<x1<x2<0,则|x1-x2|<2,与|x1-x2|=4矛盾,
所以0<x1<2,则x2>4.
所以得b<.
又因为|x1-x2|==4,所以(b-1)2=16a2+4a.
根据④⑤得得结合b<,得b<;
所以实数b的取值范围是(-∞,).解析分析:法一??(Ⅰ)先求导数:f'(x)=ax2+(b-1)x+1.根据f(x)当x=x1时取得极大值,当x=x2时取得极小值,由题知,f'(x)=0的两个根x1,x2满足x1<2<x2<4,利用根的分布得出关于a,b的不等关系,结合二次函数的性质即可得到
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