设函数f(x)=x3-3ax2+3b2x. (I)若a=1,b=0,求曲线y=f(x) 在点(1,f(1))处的切线方程; (II)当b=1时,若函数f(x) 在[-1,1]上是增函数,求实数a的取值范围; (Ⅲ)若0<a<b,不等式f(
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(Ⅰ)当a=1,b=0时,f(x)=x3-3x2,
所以f(1)=-2,即切点为P(1,-2).
因为f′(x)=3x2-6x,
所以f′(1)=3-6=-3,
所以切线方程为y+2=-3(x-1),
即y=-3x+1.
(Ⅱ)y=f(x)在[-1,1]上单调递增,
又f′(x)=3x2-6ax+3
=3(x2-2ax+1).
依题意f′(x)在[-1,1]上恒有f′(x)≥0,即x2-2ax+1≥0.
①当x=a>1时,f′(x)min=f′(1)=2-2a≥0,
∴a≤1,所以舍去;
②当x=a<-1时,f′(x)min=f′(-1)=1+2a+1≥0,∴a≥-1,舍去;
③当-1≤a≤1时,f′(x)min=f′(a)=-a2+1≥0,
则-1≤a≤1,
综上所述,参数a的取值范围是-1≤a≤1.
(Ⅲ)f′(x)=3x2-6ax+3b2,由于0<a<b,
所以△=36a2-36b2=36(a+b)(a-b)<0,
所以函数f(x)在R上递增.
从而不等式f(
)>f(1+lnx x-1
),k x
∴
>1+lnx x-1
,k x
∴
>k对x∈(1,+∞)恒成立,(1+lnx)x x-1
构造h(x)=
,(1+lnx)x x-1
h′(x)=(2+lnx)(x-1)-(x+xlnx) (x-1)2
=
,x-lnx-2 (x-1)2
构造g(x)=x-lnx-2,g′(x)=1-
=1 x
.x-1 x
对x∈(1,+∞),g′(x)=
>0,x-1 x
所以g(x)=x-lnx-2在x∈(1,+∞)递增.
g(1)=-1,g(2)=-ln2,g(3)=1-ln3<0,g(4)=2-ln4>0.
所以∃x0∈(3,4),g(x0)=x0-lnx0-2=0.
所以x∈(1,x0),g(x)<0,h′(x)<0,
所以h(x)=
在(1,x0)递减,(1+lnx)x x-1
x∈(x0,+∞),g(x)>0,h′(x)>0,
所以h(x)=
在(x0,+∞)递增,(1+lnx)x x-1
所以,h(x)min=h(x0)=
,(1+lnx0)x0 x0-1
结合g(x0)=x0-lnx0-2=0,
得到h(x)min=h(x0)=
=x0∈(3,4),(1+lnx0)x0 x0-1
所以k<
对x∈(1,+∞)恒成立,(1+lnx)x x-1
∴k<h(x)min,
所以k≤3,整数k的最大值为3.