定义函数F(x,y)=(1+x)y,x,y∈(0,+∞).
(1)令函数f(x)=F[1,log2(x3-3x)]的图象为曲线C1求与直线4x+15y-3=0垂直的曲线C1的切线方程;
(2)令函数g(x)=F[1,log2(x3+ax2+bx+1)]的图象为曲线C2,若存在实数b使得曲线C2在x0(x0∈(1,4))处有斜率为-8的切线,求实数a的取值范围;
(3)当x,y∈N*,且x<y时,证明F(x,y)>F(y,x).
(1)f(x)=F[1,log2(x3-3x)]=(1+1)log2(x3-3x)=x3-3x,
由log2(x3-3x)>0,得x3-3x>1.又f′(x)=3x2-3=,由f′(x)=0,得x=±,
∵x3-3x>1,∴x=-.又f(-)=,∴切点为(-,).
∴存在与直线4x+15y-3=0垂直的切线,其方程为y-=(x+),即15x-4y+27=0.
(2)g(x)=[1,log2(x3+ax2+bx+1)]=x3+ax2+bx+1.
由log2(x3+ax2+bx+1)>0,得x3+ax2+bx>0,
由g′(x)=3x2+2ax+b=-8,得b=-3x2-2ax-8,
x3+ax2+bx=x3+ax2+x(-3x2-2ax-8)=-2x3-ax2-8x>0在(1,4)上有解,
∴2x2+ax+8<0在(1,4)上有解,即a<-2x-在(1,4)上有解,∴a<(-2x-)max(1<x<4),
而-2x-=-(2x+)≤-2=-8,当且仅当x=2时取等号,∴a<-8.
故实数a的取值范围为(-∞,-8).
证明:(3)F(x,y)>F(y,x)⇔(1+x)y>(1+y)x⇔yln(1+x)>xln(1+y)⇔>,
令h(x)=,则h′(x)=,当x≥2时,<1<ln(1+x),
∴h′(x)<0,h(x)单调递减.
∴当2≤x<y时,h(x)>h(y),又当x=1且y=2时,h(1)=ln2>ln3=h(2).
故当x,y∈N*,且x<y时,h(x)>h(y),即F(x,y)>F(y,x).