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≥

b2
4
+1.

于是c≥1,且c≥2

b2
4
×1
=|b|,因此2c-b=c+(c-b)>0.

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=

b
c
则-1<t<1,
c+2b
b+c
=2-
1
t+1

而函数g(t)=2-

1
t+1
(-1<t<1)的值域(-∞,
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)≤

3
2
(c2-b2)恒成立.

综上所述,M的最小值为

3
2

单项选择题
问答题