设x1,x2是f(x)=
(Ⅰ)如果x1<2<x2<4,求f′(-2)的取值范围; (Ⅱ)如果0<x1<2,x2-x1=2,求证:b<
(Ⅲ)如果a≥2,且x2-x1=2,x∈(x1,x2)时,函数g(x)=-f′(x)+2(x2-x)的最大值为h(a),求h(a)的最小值. |
(Ⅰ)对f(x)求导得f'(x)=ax2+(b-1)x+1,由题意x1,x2是方程f'(x)=0的两根.
由x1<2<x2<4,且a>0得
即f′(2)<0 f′(4)>0 4a+2b-1<0,(1) 16a+4b-3>0,(2)
f'(-2)=4a-2(b-1)+1=4a-2b+3,由(1)(2)所表示的平面区域可求得4a-2b>0,
故f'(-2)=4a-2b+3>3.
所以f'(-2)的取值范围是(3,+∞).
(Ⅱ)方程ax2+(b-1)x+1=0的两根为x1,x2,由根与系数的关系得x1+x2=- b-1 a x1x2= 1 a
由于x1x2≠0,两式相除得-(b-1)=
=x1+x2 x1x2
+1 x1
,即b=-1 x2
-1 x1
+1.1 x2
由条件x2=x1+2可得b=ϕ(x1)=-
-1 x1
+1,易知当x1∈(0,2)时,φ(x)是增函数,1 x1+2
当x1∈(0,2)时,ϕ(x1)<ϕ(2)=
,1 4
故b的取值范围是(-∞,
).得证.1 4
(Ⅲ)因为f'(x)=0的两根是x1,x2,
故可设f'(x)=a(x-x1)(x-x2),
所以g(x)=-f'(x)+2(x2-x)=-a(x-x1)(x-x2)+2(x2-x)=a(x2-x)(x-x1+
).2 a
由于x∈(x1,x2),
因此x2-x>0,x-x1>0,
又a≥2,可知x-x1+
>0,2 a
故g(x)=a(x2-x)(x-x1+
)≤a[2 a
]2=a(1+(x2-x)+(x-x1+
)2 a 2
)2=a+1 a
+2,1 a
当且仅当x2-x=x-x1+2 a
即x=x1+1-
时取等号.1 a
所以h(a)=a+
+2,a∈[2,+∞),1 a
当a∈(2,+∞)时,h'(a)=1-
>0,h(a)在(2,+∞)内是增函数,1 a2
又h(a)在[2,+∞)上连续,
故h(a)在[2,+∞)上是增函数.
所以h(a)min=h(2)=
.9 2