已知函数f(x)=-x3+ax2+b(a,b∈R)
(1)若函数f(x)在(0,2)上是增函数,求实数a的取值范围;
(2)设x1,x2,x3为方程f(x)=0的三个根,且x1∈(-1,0),x2∈(0,1),x3(-∞,-1)∪(1,+∞),求证:|a|>1.
(1)由题意,得f′(x)=-3x2+2ax
令f′(x)=0,解得x=0或x=
a2 3
当a<0时,由f′(x)>0,解得
a<x<0,2 3
∴f(x)在(
a,0)上是增函数,与题意不符,舍去 2 3
当a=0时,由f′(x)=-3x2≤0,
∴f(x)在(-∞,+∞)上是减函数与题意不符,舍去
当a>0时,由f′(x)>0,解得0<x<
a2 3
∴f(x)在(0,
a)上是增函数,2 3
又∵f(x)在(0,2)上是增函数,
所以
a≥2,解得a≥3 2 3
综上,a的取值范围为[3,+∞)
另要使f(x)在(0,2)上是增函数,只需f′(x)在(0,2)上恒大于或等于零
∵f′(x)=)=-3x2+2ax 的图象是开口向下的抛物线,且过定点(0,0)
∴只需
,即f′(0)≥0 f′(2)≥0 0≥0 -3×4+4a≥0
a≥3,即a的取值范围为[3,+∞)
(2)因为方程f(x)=-x3+ax2+b=0最多只有3个根,
由题意得在区间(-1,0)内仅有一根,
∴f(-1)f(0)=b(1+a+b)<0,①
由题意得在区间(0,1)内仅有一根,
∴f(0)•f(1)=b(-1+a+b)<0 ②
当b=0时,∵f(0)=0,
∴f(x)=0有一根0,这与题意不符,
∴b≠0
当b>0时,由①得1+a+b<0,即a<-b-1,
由②得-1+a+b<0,即a<-b+1,
∵-b-1<-b+1,∴a<-b-1<-1,
即a<-1
当b<0时,由①得1+a+b>0,即a>-b-1,
由②得-1+a+b>0,即a>-b+1,
∵-b-1<-b+1,∴a>-b+1>1,
即a>1
综上,|a|>1