问题 解答题
设f(x)=ax2+bx+c(a>b>c),f(1)=0,g(x)=ax+b.
(1)求证:函数y=f(x)与y=g(x)的图象有两个交点;
(2)设f(x)与g(x)的图象交点A、B在x轴上的射影为A1、B1,求|A1B1|的取值范围;
(3)求证:当x≤-
3
时,恒有f(x)>g(x).
答案

证明:(1)由 y=f(x)=ax2+bx+c,y=g(x)=ax+b得

ax2+(b-a)x+(c-b)=0  (*)

△=(b-a)2-4a (c-b)

∵f(x)=ax2+bx+c,f(1)=0

∴f(1)=a+b+c=0 …(3分)

又a>b>c

∴3a>a+b+c>3c即a>0,c<0

∴b-a<0,c-b<0,a>0

∴△=(b-a)2-4a(c-b)>0

故函数y=f(x)与y=g(x)的图象有两个交点;…(5分)

(2)设A、B的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),

则x1、x2是方程(*)的两根

故x1+x2=-

b-a
a

x1x2=

c-b
a

所以|A1B1|=|x1-x2|=

(x1+x2)2-4x1x2

=

(
b-a
a
)
2
-4
c-b
a
=
(b-a)2-4a(c-b)
a

又a+b+c=0,故b=-(a+c)

因而(b-a)2-4a(c-b)=(-2a-c)2-4a(a+2c)=c2-4ac

故|A1B1|=

c2-4ac
a
=
(
c
a
)
2
-4(
c
a
)

=

(
c
a
-2)
2
-4
…(8分)

∵a>b>c,a+b+c=0

∴a>-(a+c)>c

∴-2<

c
a
<-
1
2

∴|A1B1|的取值范围是(

3
2
,2
3
)…(10分).

证明:(3)不妨设x1>x2,则由(2)知:

3
2
<x1-x2<2
3

则x1+x2=-

c
a
=1-
b
a

由a>b>c得:

c
a
b
a
<1,

故0<1-

b
a
<1-
c
a
…(12分)

又-2<

c
a
<-
1
2

3
2
<1-
c
a
<3,

因而0<1-

b
a
3
2

即0<x1-x2

3
2

由①、②得:-

3
<x2≤0,

即方程(*),也就是方程f(x)-g(x)=0的较小根的范围是(-

3
,0].

又a>0,故当x≤-

3
时,

f(x)-g(x)>0恒成立,

即当x≤-

3
时,恒有f(x)>g(x) …(14分).

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