设函数f(x)=tx2+2t2x+t-1(x∈[-1,1]).
(1)若t>0,求f(x)的最小值h(t);
(2)对于(1)中的h(t),若t∈(0,2]时,h(t)<-2t+m2+4m恒成立,求实数m的取值范围.
(1)∵f(x)=t(x+t)2-t3+t-1,
①若-t<-1,即t>1时,f(x)在[-1,1]上单调递增,f(x)的最小值为f(-1)=-2t2+2t-1;
②若-1≤-t<0,即0<t≤1时,则f(x)在[-1,1]上的最小值为f(-t)=-t3+t-1;
∴h(t)=-t3+t-1 -2t2+2t-1
. (6分)t∈(0, 1] t∈(1,+∞)
(2)令g(t)=h(t)+2t=-t3+3t-1 -2t2+4t-1
. (7分)t∈(0, 1] t∈(1, 2]
①0<t≤1时,由g′(t)=-3t2+3≥0,
∴g(t)在(0,1]单调递增;(9分)
②1<t≤2时,g(t)=-2t2+4t-1=-2(t-1)2+1g(t)在(1,2]上单调递减,
由①、②可知,g(t)在区间(0,2]上的最大值为g(1)=1.(11分)
所以h(t)<-2t+m2+4m在(0,2]内恒成立,等价于g(t)<m2+4m在(0,2]内恒成立,
即只要1<m2+4m,
解m2+4m-1>0得:m<-2-
或m>-2+5 5
所以m的取值范围为(-∞, -2-
)∪(-2+5
, +∞). (14分)5