已知函数f(x)=
(Ⅰ)用实数a来表示实数b,并求a的取值范围; (Ⅱ)当x∈[-1,2]时,f(x)的最小值为-
(Ⅲ)设A(-1,f(-1)),B(2,f(2)),A,B两点的连线斜率为k.求证:必存在x0∈(-1,2),使f′(x0)=k. |
(Ⅰ)f′(x0)=x2+2ax+b,由题设知f′(-1)=0
∴b=2a-1
韦达定理得另一极值点x=-b=1-2a,因为x=-1为极大值点
故1-2a>-1,
∴a<1
(Ⅱ)f(x)在(-∞,-1)上递增,在(-1,1-2a)递减,在(1-2a,+∞)上递增,
故当x∈[-1,2]时,分情况如下:
①1-2a≥2,即a≤-
时,f(x)在x∈[-1,2]上单调递减1 2
∴f(x)min=f(2)=8a+
=-2 3
,2 3
解得a=-
,不合条件,舍去1 6
②1-2a<2,即-
<a<1时,1 2
∴f(x)min=f(1-2a)=
(1-2a)3+a(1-2a)2-(1-2a)2=1 3
(1-2a)2(a-2)1 3
∴
(1-2a)2(a-2)=-1 3
,化简得a(2a-3)2=0,a=0或a=2 3
,取a=03 2
综上,故所求的a=0
(Ⅲ)k=
=3a,即证x02+2ax0+b=3af(2)-f(-1) 2-(-1)
即证方程x2+2ax-a-1=0(a<1)在x∈(-1,2)上有实数解
记g(x)=x2+2ax-a-1=0(a<1),
g(-1)=-3a,g(2)=3a+3
①当g(-1)•g(2)=-3a(a+1)<0,即a<-1或0<a<1时,由零点存在定理知此时方程有解
②a<0时,此时△=4(a2+a+1)>0,g(2)>0,g(-1)>0,且二次函数g(x)的
对称轴x=-a∈(0,1)⊆(-1,2),由此可知此时方程在(-1,2)内有两个解
③a=-1时方程有一根为x=0,当a=0时方程有一根为x=1
综上可知,方程x2+2ax-a-1=0(a<1)在x∈(-1,2)上有实数解.
即必存在x0∈(-1,2),使f'(x0)=k.