定义y=log1+xf(x,y),f(x,y)=(1+x)y(x>0,y>0)
(1)比较f(1,3)与f(2,2)的大小;
(2)若e<x<y,证明:f(x-1,y)>f(y-1,x);
(3)设g(x)=f(1,log2(x3+ax2+bx+1))的图象为曲线C,曲线C在x0处的切线斜率为k,若x0∈(1,1-a),且存在实数b,使得k=-4,求实数a的取值范围.
(1)由定义知f(x,y)=(1+x)y(x>0,y>0)
∴f(1,3)=(1+1)3=8,f(2,2)2=9∴f(1,3)<f(2,2).
(2)f(x-1,y)=xy,f(y-1,x)=yx
要证f(x-1,y)>f(y-1,x),只要证xy>yx
∵xy>yx⇔ylnx>xlny⇔
>lnx x lny y
令h(x)=
,则h′(x)=lnx x
,当x>e时,h'(x)<01-lnx x2
∴h(x)在(e,+∞)上单调递减.
∵e<x<y∴h(x)>h(y)即
>lnx x lny y
∴不等式f(x-1,y)>f(y-1,x)成立.
(3)由题意知:g(x)=x3+ax2+bx+1,且g'(x0)=k
于是有3x02+2ax0+b=-4在x0∈(1,1-a)上有解.
又由定义知log2(x03+ax02+bx0+1)>0即x03+ax02+bx0>0
∵x0>1∴x02+ax0>-b
∴x02+ax0>3x02+2ax0+4即ax0<-2(x02+2)
∴a<-2(x0+
)在x0∈(1,1-a)有解.2 x0
设V(x0)=x0+
,x0∈(1,1-a)2 x0
①当1-a>
即a<1-2
时,V(x0)=x0+2
≥22 x0
.2
当且仅当x0=
时,V(x0)min=22 2
∴当x0=
时,-2(x0+2
)max=-42 x0
∴a<-42
.2
②当1<1-a≤
时,即1-2
≤a<0时,V(x0)=x0+2
在x0∈(1,1-a)上递减,2 x0
∴x0+
>1-a+2 x0
.∴a<-2[(1-a)+2 1-a
]整理得:a2-3a+6<0,无解.2 1-a
综上所述,实数a的取值范围为(-∞,-4
).2