已知函数f(x)=ax3+bx2+cx+a2(a>0)的单调递减区间是(1,2),且满足f(0)=1.

1个回答

  • 解题思路:(1)由题意可知f'(x)<0的解集为(1,2),即f'(x)=0的两根为1,2,利用韦达定理以及f(0)=1,建立方程组,解之即可求出函数f(x)的解析式;

    (2)对任意m∈(0,2],不等式f(x)<[1/2]m3-mlnm-mt+3在x∈[2,+∞) 上有解,等价于fmin(x)<[1/2]m3-mlnm-mt+3对任意m∈(0,2]恒成立,再分离参数转化求函数最值问题即可.

    (1)由已知得,f′(x)=3ax2+2bx+c,

    ∵函数f(x)=ax3+bx2+cx+a2的单调递减区间是(1,2),

    ∴由f′(x)<0,得1<x<2,

    ∴f′(x)=3ax2+2bx+c=0的两个根分别是1和2,且a>0,

    从f(0)=a2=1且 a>0可得a=1,

    f′(1)=3+2b+c=0

    f′(2)=12+4b+c=0,解得

    b=−

    9

    2

    c=6,

    ∴f(x)=x3-[9/2]x2+6x+1.

    (2)由(1)得,f′(x)=3x2-9x+6=3(x-1)(x-2),

    当x∈[2,+∞)时,f′(x)≥0,所以f(x)在[2,+∞)上是增函数,

    对x∈[2,+∞),当x=2时,f(x)min=f(2)=3,

    要使f(x)<[1/2]m3-mlnm-mt+3在x∈[2,+∞)上有解,

    只需fmin(x)<[1/2]m3-mlnm-mt+3,即3<[1/2]m3-mlnm-mt+3对任意m∈(0,2]恒成立,

    也即mt<[1/2]m3-mlnm对任意m∈(0,2]恒成立,即t<[1/2]m2-lnm对任意m∈(0,2]恒成立,

    设h(m)=[1/2]m2-lnm,m∈(0,2],则t<h(m)min

    h′(m)=m-[1/m]=

    m2−1

    m=

    (m+1)(m−1)

    m,令h′(m)=0,得m=1或m=-1(舍),

    当m∈(0,2]时,h′(m)与h(m)的变化情况如下表:

    m(0,1)1(1,2)2

    h′(m)-0+

    h(m)↘极小值[1/2]↗2-ln2∴m=1时,h(m)min=h(m)极小值=[1/2],

    所以t<[1/2],即实数t的取值范围为t<[1/2].

    点评:

    本题考点: 函数的单调性与导数的关系;函数单调性的性质.

    考点点评: 本题主要考查利用导数研究函数的单调性、函数的最值求解、不等式恒成立等问题,考查运算求解能力,考查方程思想、化归与转化思想,综合性强,难度大.