问题 解答题

已知a,b,c∈R,且三次方程f(x)=x3-ax2+bx-c=0有三个实根x1,x2,x3

(Ⅰ)类比一元二次方程根与系数的关系,写出此方程根与系数的关系;

(Ⅱ)若a,b,c均大于零,试证明:x1,x2,x3都大于零;

(Ⅲ)若a∈Z,b∈Z且|b|<2,f(x)在x=α,x=β处取得极值,且-1<α<0<β<1,试求此方程三个根两两不等时c的取值范围。

答案

解:(Ⅰ)由已知,得x3-ax2+bx-c=(x-x1)(x-x2)(x-x3),

比较两边系数,得a=x1+x2+x3,b=x1x2+x2x3+x3x1,c=x1x2x3

(Ⅱ)证明:由c>0,得x1,x2,x3三数中或全为正数或一正二负,

若为一正二负,不妨设x1>0,x2<0,x3<0,

由x1+x2+x3=a>0,得x1>-(x2+x3),

则x1(x2+x3)<-(x2+x3)2

又b=x1x2+x2x3+x3x1=x1(x2+x3)+x2x3<-(x2+x3)2+x2x3

这与b>0矛盾,所以x1,x2,x3全为正数.

(Ⅲ)令f(x)=x3-ax2+bx-c,要f(x)=0有三个不等的实数根,则函数f(x)有一个极大值和一个极小值,且极大值大于0,极小值小于0,

由已知,得f′(x)=3x2-2ax+b=0有两个不等的实根α,β,

∵-1<α<0<β<1,

由①③,得b>-3,

又|b|<2,b<0,

∴b=-1,将b=-1代入①③,得a=0,

∴f ′(x)=3x2-1,则

且f(x)在处取得极大值,在处取得极小值,

故f(x)=0要有三个不等的实数根,则必须,得

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