已知函数f(x)=x3-2x2+bx+a,g(x)=ln(1+2x)+x.(1)求f(x)的单调区间.(2)若f(x)与g(x)有交点,且在交点处的切线均为直线y=3

发布时间:2020-08-01 02:21:48

已知函数f(x)=x3-2x2+bx+a,g(x)=ln(1+2x)+x.
(1)求f(x)的单调区间.
(2)若f(x)与g(x)有交点,且在交点处的切线均为直线y=3x,求a,b的值并证明:在公共定义域内恒有f(x)≥g(x).
(3)设A(x1,g(x1)),B(x2,g(x2)),C(t,g(t))是y=g(x)图象上任意三点,且-<x1<t<x2,求证:割线AC的斜率大于割线BC的斜率.

网友回答

解:(1)f′(x)=8x2-4x+b,△=16-32b
①当△≤0即b≥时,f′(x)≥0在R上恒成立,∴f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;
②当△>0即b<时,由f′(x)=0得x1=,x2=
若f′(x)>0,则x<或x>
若f′(x)>0,则<x<
∴f(x)的单调增区间为:(-∞,],[,+∞);f(x)?的单调减区间为:[,]
综上所述:当b≥时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;当b<时,f(x)的单调增区间为:(-∞,],[,+∞);f(x)?的单调减区间为:[,]
…(4分)
(2)g′(x)=+1=,令g′(x)=3得:x=0,∴切点为(0,0),∴f(0)=0,∴a=0
∵f′(x)=8x2-4x+b|x=0=b=3,∴a=0,b=3?????????…(6分)
令φ(x)=f(x)-g(x),则φ′(x)=f′(x)-g′(x)=
∴φ(x)在(-,0)上单调递减,在(0,+∞)单调递增,
∴φ(x)≥φ(0)=f(0)-g(0)=0
∴φ(x)≥0???即:f(x)≥g(x)?????????????…(8分)
(3)KAC=,KBC=
令h(t)=(1+2t)(g(t)-g(x1))-(3+2t)(t-x1)
则h′(t)=2?(g(t)-g(x1))+(1+2t)g′(t)-2(t-x1)-(3+2t)=2?(g(t)-g(x1))-2(t-x1)=2(ln(1+2t)-ln(1+2x1))
∵y=ln(1+2x)在(-,+∞)上单调递增,且t>x1,
∴ln(1+2t)-ln(1+2x1)>0,∴h′(t)>0
∴h(t)在(x1,t)上单调递增,∴h(t)>h(x1)=0
∴(1+2t)(f(t)-f(x1))-(3+2t)(t-x1)>0
∴(1+2t)(f(t)-f(x1))>(3+2t)(t-x1)
∵t-x1>0,1+2t>0,∴>??即KAC>
同理可证:KBC<
∴KAC>KBC即割线AC的斜率大于割线BC的斜率;…(12分)
解析分析:(1)求导函数,计算判别式,利用导数的正负,即可确定函数的单调区间;(2)求出g′(x),令g′(x)=3可得切点的坐标,可求a的值,利用f′(x)=3,可求b的值.构造函数φ(x)=f(x)-g(x),求导函数,确定函数的单调性,证明φ(x)≥0即可;(3)KAC=,KBC=,构造h(t)=(1+2t)(g(t)-g(x1))-(3+2t)(t-x1),证明h(t)>0,可得KAC>,同理可证:KBC<,从而可得结论.

点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查不等式的证明,解题的关键是构造函数,利用导数求解.
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