问题 解答题
已知函数f(x)=x2+2ax+1(a∈R),f′(x)是f(x)的导函数.
(1)若x∈[-2,-1],不等式f(x)≤f′(x)恒成立,求a的取值范围;
(2)解关于x的方程f(x)=|f′(x)|;
(3)设函数g(x)=
f(x),f(x)≥f(x)
f(x),f(x)<f(x)
,求g(x)在x∈[2,4]时的最小值.
答案

(1)因为f(x)≤f'(x),所以x2-2x+1≤2a(1-x),

又因为-2≤x≤-1,所以a≥

x2-2x+1
2(1-x)
在x∈[-2,-1]时恒成立,

因为

x2-2x+1
2(1-x)
=
1-x
2
3
2
,所以a≥
3
2
.…(4分)

(2)因为f(x)=|f'(x)|,所以x2+2ax+1=2|x+a|,

所以(x+a)2-2|x+a|+1-a2=0,则|x+a|=1+a或|x+a|=1-a. …(7分)

①当a<-1时,|x+a|=1-a,所以a>b>c或x=1-2a;

②当-1≤a≤1时,|x+a|=1-a或|x+a|=1+a,所以x=±1或x=1-2a或x=-(1+2a);

③当a>1时,|x+a|=1+a,所以x=1或x=-(1+2a).…(10分)

(3)因为f(x)-f'(x)=(x-1)[x-(1-2a)],g(x)=

f′(x),f(x)≥f′(x)
f(x),f(x)<f′(x)

①若a≥-

1
2
,则x∈[2,4]时,f(x)≥f'(x),所以g(x)=f'(x)=2x+2a,

从而g(x)的最小值为g(2)=2a+4;            …(12分)

②若a<-

3
2
,则x∈[2,4]时,f(x)<f'(x),所以g(x)=f(x)=x2+2ax+1,

-2≤a<-

3
2
时,g(x)的最小值为g(2)=4a+5,

当-4<a<-2时,g(x)的最小值为g(-a)=1-a2

当a≤-4时,g(x)的最小值为g(4)=8a+17.…(14分)

③若-

3
2
≤a<-
1
2
,则x∈[2,4]时,g(x)=
x2+2ax+1,x∈[2,1-2a)
2x+2a,x∈[1-2a,4]

当x∈[2,1-2a)时,g(x)最小值为g(2)=4a+5;

当x∈[1-2a,4]时,g(x)最小值为g(1-2a)=2-2a.

因为-

3
2
≤a<-
1
2
,(4a+5)-(2-2a)=6a+3<0,

所以g(x)最小值为4a+5.

综上所述,[g(x)]min=

8a+17,a≤-4
1-a2,-4<a<-2
4a+5,-2≤a<-
1
2
2a+4,a≥-
1
2
…(16分)

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