问题
解答题
已知函数f(x)=x2+bx+c(b,c∈R),对任意的x∈R,恒有f′(x)≤f(x).
(Ⅰ)证明:当x≥0时,f(x)≤(x+c)2;
(Ⅱ)若对满足题设条件的任意b,c,不等式f(c)-f(b)≤M(c2-b2)恒成立,求M的最小值.
答案
(Ⅰ)易知f'(x)=2x+b.由题设,对任意的x∈R,2x+b≤x2+bx+c,
即x2+(b-2)x+c-b≥0恒成立,所以(b-2)2-4(c-b)≤0,从而c≥
+1.b2 4
于是c≥1,且c≥2
=|b|,因此2c-b=c+(c-b)>0.
×1b2 4
故当x≥0时,有(x+c)2-f(x)=(2c-b)x+c(c-1)≥0.
即当x≥0时,f(x)≤(x+c)2.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得,c≥|b|
当c>|b|时,有M≥
=f(c)-f(b) c2-b2
=c2-b2+bc- b2 c2-b2
,c+2b b+c
令t=
则-1<t<1,b c
=2-c+2b b+c
,1 t+1
而函数g(t)=2-
(-1<t<1)的值域(-∞,1 t+1
)3 2
因此,当c≥|b|时M的取值集合为[
,+∞).3 2
当c=|b|时,由(Ⅰ)知,b=±2,c=2.
此时f(c)-f(b)=-8或0,c2-b2=0,
从而f(c)-f(b)≤
(c2-b2)恒成立.3 2
综上所述,M的最小值为3 2