设函数f(x)=13ax3+bx2+cx(a<b<c),其图象在点A(1,f(1)),B(m,f(m))处的切线的斜率分别为0,-a.(1)求证:0≤ba<1;(2)若函数f(x)的递增区间为[s,t

题目简介

设函数f(x)=13ax3+bx2+cx(a<b<c),其图象在点A(1,f(1)),B(m,f(m))处的切线的斜率分别为0,-a.(1)求证:0≤ba<1;(2)若函数f(x)的递增区间为[s,t

题目详情

设函数f(x)=
1
3
ax3+bx2+cx(a<b<c)
,其图象在点A(1,f(1)),B(m,f(m))处的切线的斜率分别为0,-a.
(1)求证:0≤
b
a
<1

(2)若函数f(x)的递增区间为[s,t],求|s-t|的取值范围.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)证明:因为f′(x)=ax2+2bx+c…(1分)
于是依题意有f′(1)=a+2b+c=0,①…(1分)
f′(m)=am2+2bm+c=-a,②…(1分)
又由a<b<c,可得4a<a+2b+c<4c,即4a<0<4c,所以a<0,c>0,
由①得c=-a-2b,
∵a<b<c,a<0
-class="stub"1
3
<class="stub"b
a
<1
③…(2分)
将c=-a-2b代入②得am2+2bm-2b=0,即方程ax2+2bx-2b=0有实根,故其判别式△=4b2+8ab≥0,
由此可得(class="stub"b
a
)2+2(class="stub"b
a
)≥0

解得class="stub"b
a
≤-2
class="stub"b
a
≥ 0
④…(2分)
由③、④即可得0≤class="stub"b
a
<1
;  …(1分)
(2)由于f′(x)=ax2+2bx+c的判别式△′=4b2-4ac>0,…(1分)
所以方程a2+2bx+c=0(*)有两个不相等的实数根,设为x1,x2,
又由f′(1)=a+2b+c=0知1是(*)的一个根,记x1=1,…(1分)
则由根与系数的关系得1+x2=-class="stub"2b
a
,即x2=-1-class="stub"2b
a
<0<x1

当x<x2或x>1时,f'(x)>0;当x2<x<1时,f'(x)>0,…(1分)
所以函数f(x)的单调递增区间为[x2,1]
由题设[x2,1]=[s,t],…(1分)
因此|s-t|=|1-x2|=2+class="stub"2b
a

由(1)知0≤class="stub"b
a
<1
,所以|s-t|∈[2,4).…(1分)

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