问题 解答题
设函数f(x)=
1
3
ax3+bx2+cx(a<b<c)
,其图象在点A(1,f(1)),B(m,f(m))处的切线的斜率分别为0,-a.
(1)求证:0≤
b
a
<1

(2)若函数f(x)的递增区间为[s,t],求|s-t|的取值范围.
答案

(1)证明:因为f′(x)=ax2+2bx+c…(1分)

于是依题意有f′(1)=a+2b+c=0,①…(1分)

f′(m)=am2+2bm+c=-a,②…(1分)

又由a<b<c,可得4a<a+2b+c<4c,即4a<0<4c,所以a<0,c>0,

由①得c=-a-2b,

∵a<b<c,a<0

-

1
3
b
a
<1③…(2分)

将c=-a-2b代入②得am2+2bm-2b=0,即方程ax2+2bx-2b=0有实根,故其判别式△=4b2+8ab≥0,

由此可得(

b
a
)2+2(
b
a
)≥0,

解得

b
a
≤-2或
b
a
≥ 0
④…(2分)

由③、④即可得0≤

b
a
<1;  …(1分)

(2)由于f′(x)=ax2+2bx+c的判别式△′=4b2-4ac>0,…(1分)

所以方程a2+2bx+c=0(*)有两个不相等的实数根,设为x1,x2

又由f′(1)=a+2b+c=0知1是(*)的一个根,记x1=1,…(1分)

则由根与系数的关系得1+x2=-

2b
a
,即x2=-1-
2b
a
<0<x1

当x<x2或x>1时,f'(x)>0;当x2<x<1时,f'(x)>0,…(1分)

所以函数f(x)的单调递增区间为[x2,1]

由题设[x2,1]=[s,t],…(1分)

因此|s-t|=|1-x2|=2+

2b
a

由(1)知0≤

b
a
<1,所以|s-t|∈[2,4).…(1分)

单项选择题
判断题