设函数f(x)=ax3-(a+b)x2+bx+c,其中a≥0,b,c∈R
(1)若f()=0,求f(x)的单调区间;
(2)设M表示f′(0)与f′(1)两个数中的最大值,求证:当0≤x≤1时,|f′(x)|≤M.
网友回答
解:(1)由,得a=b.
当a=0时,则b=0,f(x)=c不具备单调性.
当a>0时,可得f(x)=ax3-2ax2+ax+c.
由f′(x)=a(3x2-4x+1)=0得x1=,x2=1.
列表:
x(-∞,)(,1)1(1,+∞)f′(x)+0-0+f(x)单调递增极大值单调递减极小值单调递增由表可得,函数f(x)的单调增区间是(-∞,)及(1,+∞).单调减区间是.
(2)当a=0时,f′(x)=-2bx+b,
若b=0,则f′(x)=0,
若b>0,或b<0,f′(x)在[0,1]是单调函数,-f′(0)=f′(1)≤f′(x)≤f′(0),
或-f′(1)=f′(0)≤f′(x)≤f′(1).
∴|f′(x)|≤M.
当a>0时,f′(x)=3ax2-2(a+b)x+b=3.
①当或时,则f′(x)在[0,1]上是单调函数,
∴f′(1)≤f′(x)≤f′(0)或f′(0)≤f′(x)≤f′(1),且f′(0)+f′(1)=a>0.
∴-M≤f′(x)≤M.
②当,即-a<b<2a,则.
(i)?当-a<b≤时,则0<a+b≤.
∴==≥>0.
∴-M<f′(x)≤M.
(ii)?当<b<2a时,则<0,即a2+b2-<0.
∴=>>0,即.
∴-M<f′(x)≤M.
综上所述:当0≤x≤1时,|f′(x)|≤M.
解析分析:(1)由,得a=b.当a>0时,通过求导,利用导数与单调性的关系列出表格即可得出单调区间;(2)对a,b分类讨论,利用二次函数的单调性即可证明.
点评:熟练掌握导数与单调性的关系并列出表格、分类讨论的思想方法、二次函数的单调性设解题的关键.