问题 解答题

已知函数f(x)=x2-(c+1)x+c(c∈R).

(1)解关于x的不等式f(x)<0;

(2)当c=-2时,不等式f(x)>ax-5在(0,2)上恒成立,求实数a的取值范围;

(3)设g(x)=f(x)-ax,已知0<g(2)<1,3<g(3)<5,求g(4)的范围.

答案

(1)∵f(x)<0,∴x2-(c+1)x+c=(x-1)(x-c)<0…(1分)

①当c<1时,c<x<1

②当c=1时,(x-1)2<0,∴x∈φ

③当c>1时,1<x<c…(3分)

综上,当c<1时,不等式的解集为{x|c<x<1},当c=1时,不等式的解集为φ,当c>1时,不等式的解集为{x|1<x<c}.         …(4分)

(2)当c=-2时,f(x)>ax-5在(0,2)上恒成立,等价于x2+x-2>ax-5在(0,2)上恒成立,

即ax<x2+x+3在(0,2)上恒成立,

∴a<(

x2+x+3
x
min

设g(x)=

x2+x+3
x
,则g(x)=x+
3
x
+1≥2
3
+1

当且仅当x=

3
x
,即x=
3
∈(0,2)时,等号成立

∴g(x)min=2

3
+1

∴a<2

3
+1;

(3)∵g(2)=f(2)-2a=2-c-2a,∴0<2-c-2a<1

∴1<c+2a<2

∵g(3)=f(3)-3a=6-2c-3a,∴3<2-c-2a<5,∴1<2c+3a<3…(10分)

∵g(4)=f(4)-4a=12-3c-4a

设-3c-4a=x(c+2a)+y(2c+3a)=(x+2y)c+(2x+3y)a…(11分)

-3=x+2y
-4=2x+3y
,∴
x=1
y=-2
…(12分)

∴-3c-4a=x(c+2a)+y(2c+3a)=(c+2a)+[-2(2c+3a)]

∵1<c+2a<2-6<-2(2c+3a)<-2,∴-5<-3c-4a<0

,∴$\end{array}\right.7<12-3c-4a<12$…(13分)

∴7<g(4)<12…(14分)

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