问题 解答题
已知函数y=|x|+1,y=
x2-2x+2+t
y=
1
2
(x+
1-t
x
)
(x>0)的最小值恰好是方程x3+ax2+bx+c=0的三个根,其中0<t<1.
(Ⅰ)求证:a2=2b+3;
(Ⅱ)设(x1,M),(x2,N)是函数f(x)=x3+ax2+bx+c的两个极值点.
①若|x1-x2|=
2
3
,求函数f(x)的解析式;
②求|M-N|的取值范围.
答案

(Ⅰ)三个函数的最小值依次为1,

1+t
1-t
,(3分)

由f(1)=0,得c=-a-b-1

∴f(x)=x3+ax2+bx+c=x3+ax2+bx-(a+b+1)=(x-1)[x2+(a+1)x+(a+b+1)],

故方程x2+(a+1)x+(a+b+1)=0的两根是

1-t
1+t

1-t
+
1+t
=-(a+1),
1-t
1+t
=a+b+1
.(4分)

(

1-t
+
1+t
)2=(a+1)2,即2+2(a+b+1)=(a+1)2

∴a2=2b+3.(5分)

(Ⅱ)①依题意x1,x2是方程f'(x)=3x2+2ax+b=0的根,

故有x1+x2=-

2a
3
x1x2=
b
3

且△=(2a)2-12b>0,得b<3.

|x1-x2|=

(x1+x2)2-4x1x2
=
2
a2-3b
3
=
2
3-b
3
(7分)

2
3-b
3
=
2
3
;得,b=2,a2=2b+3=7.

由(Ⅰ)知

1-t
+
1+t
=-(a+1)>0,故a<-1,

a=-

7
c=-(a+b+1)=
7
-3

f(x)=x3-

7
x2+2x+
7
-3.(9分)

②|M-N|=|f(x1)-f(x2)|

=|(x13-x23)+a(x12-x22)+b(x1-x2)|

=|x1-x2|•|(x1+x22-x1x2+a(x1+x2)+b|

=

2
3-b
3
|(-
2a
3
)2-
b
3
+a•(-
2a
3
)+b|

=

4
27
(3-b)
3
2
(或
4
27
(
9-a2
2
)
3
2
).(11分)

由(Ⅰ)(a+1)2=(

1-t
+
1+t
)2=2+2
1-t2

∵0<t<1,∴2<(a+1)2<4,

又a<-1,

-2<a+1<-

2

-3<a<-

2
-1,3+2
2
a2<9
(或
2
<b<3
)(13分)

0<|M-N|<

4
27
(3-
2
)
3
2
.(15分)

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