定义F(x,y)=(1+x)y,x,y∈(0,+∞),
(Ⅰ)令函数f(x)=F(1,log2(x2-4x+9))的图象为曲线C1,曲线C1与y轴交于点A(0,m),过坐标原点O向曲线C1作切线,切点为B(n,t)(n>0),设曲线C1在点A、B之间的曲线段与线段OA、OB所围成图形的面积为S,求S的值;
(Ⅱ)令函数g(x)=F(1,log2(x3+ax2+bx+1))的图象为曲线C2,若存在实数b使得曲线C2在x0(-4<x0<-1)处有斜率为-8的切线,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)当x,y∈N*且x<y时,证明F(x,y)>F(y,x).
(Ⅰ)∵F(x,y)=(1+x)y
∴f(x)=F(1,log2(x2-4x+9))=2log2(x2-4x+9)=x2-4x+9,
故A(0,9),…(1分)
又过坐标原点O向曲线C1作切线,切点为B(n,t) (n>0),f'(x)=2x-4.
∴
,t=n2-4n+9
=2n-4t n
解得B( 3,6 ),…(2分)
∴S=
(x2-4x+9-2x)dx=(∫ 30
-3x2+9x)|03=9. …(4分)x3 3
(Ⅱ)g(x)=F(1,log2(x3+ax2+bx+1))=x3+ax2+bx+1,
设曲线C2在x0(-4<x0<-1)处有斜率为-8的切线,
又由题设log2(x3+ax2+bx+1)>0,g'(x)=3x2+2ax+b,
∴存在实数b使得
有解,…(6分)3x02+2ax0+b=-8 (1) -4<x0<-1 (2) x03+ax02+bx0>0 (3)
由(1)得b=-8-3x02-2ax0,代入(3)得-2x02-ax0-8<0,…(7分)
∴由
有解,2x02+ax0+8>0 -4<x0<-1
得2×(-4)2+a×(-4)+8>0或2×(-1)2+a×(-1)+8>0,
∴a<10或a<10,
∴a<10. …(9分)
(Ⅲ)令h(x)=
, x≥1,由h′(x)=ln(1+x) x
,…(10分)
-ln(1+x)x 1+x x2
又令p(x)=
-ln(1+x), x>0,x 1+x
∴p′(x)=
-1 (1+x)2
=1 1+x
<0,-x (1+x)2
∵p(x)在[0,+∞)连续∴p(x)在[0,+∞)单调递减,…(12分)
∴当x>0时有,p(x)<p(0)=0,
∴当x≥1时有,h'(x)<0,
∴h(x)在[1,+∞)单调递减,…(13分)
∴1≤x<y时,有
>ln(1+x) x
,ln(1+y) y
∴yln(1+x)>xln(1+y),
∴(1+x)y>(1+y)x,
∴当x,y∈N*且x<y时,F(x,y)>F(y,x). …(14分)