Question

已知函數(shù)f（x）=

1

3

ax3+

1

2

bx2+cx+d（a，b，c，d為常數(shù)且a≠0），g（x）=f′（x）（f′（x）為f（x）的導(dǎo)數(shù)）．
（Ⅰ）若g（x）滿足：①g′（0）＞0；②對(duì)于任意實(shí)數(shù)x，都有g(shù)（x）≥0．求

g(1)

g′(0)

的最小值；
（Ⅱ）若a=1且對(duì)任意實(shí)數(shù)x∈（-∞，0）時(shí)有f′（x）＞0；對(duì)于任意實(shí)數(shù)x∈（0，4）有f′（x）＜0，求b的實(shí)數(shù)范圍；
（Ⅲ）若a＞0，-4a＜b＜4a，b²-4ac＞0，-（4a+c）＜2b＜4a+c，求證：函數(shù)g（x）的零點(diǎn)在區(qū)間（-2，2）內(nèi)．

Answer 1

分析：（Ⅰ）求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，根據(jù)條件求

g(1)

g′(0)

的最小值；
（Ⅱ）當(dāng)a=1時(shí)，根據(jù)條件x∈（-∞，0）時(shí)有f′（x）＞0和x∈（0，4）有f′（x）＜0，解不等式即可求b的實(shí)數(shù)范圍；
（Ⅲ）根據(jù)根的存在性定義，將條件轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)，利用二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)進(jìn)行證明．

解答：解：（Ⅰ）g（x）=f'（x）=ax²+bx+c，g'（x）=2ax+b
由題意有a＞0，b＞0且b²-4ac≤0，從而有c＞0且ac≥

b2

4

，
∴

g(1)

g′(0)

=

a+b+c

b

=

a+c

b

+1≥

2 ac

b

+1≥2（當(dāng)且僅當(dāng)b=2a=2c時(shí)等號(hào)成立）
∴

g(1)

g′(0)

的最小值為2；
（Ⅱ）a=1，f'（x）=x²+bx+c
由題意f（x）在（-∞，0）內(nèi)為增函數(shù)，在（0，4）內(nèi)為減函數(shù)，
∴x=0為f（x）的極值點(diǎn)，f'（0）=c=0．
∵f'（x）=x（x+b），
由f'（x）=0，得x₁=0，x₂=-b．
若-b＜0，即b＞0．f（x）在（-∞，-b）內(nèi)為增函數(shù)，在（-b，0）上為減函數(shù)，在（0，+∞）上為增函數(shù)，與已知矛盾．
若-b＞0，即b＜0．f（x）在（-∞，0）內(nèi)為增函數(shù)，在（0，-b）上為減函數(shù)，在（-b，+∞）上為增函數(shù)，
∴-b≥4，即b≤-4，
綜上b≤-4．
（Ⅲ）證明：
∵g（x）=ax²+bx+c，a＞0，b²-4ac＞0，
∴g（x）的圖象為開(kāi)口向上且與x軸有兩個(gè)不同交點(diǎn)的拋物線，
∵-4a＜b＜4a，a＞0，
∴-2＜-

b

2a

＜2
∵-（4a+c）＜2b＜4a+c，
∴

4a+2b+c＞0 4a-2b+c＞0

，
即

g(2)＞0 g(-2)＞0

∴g（x）=0的根在區(qū)間（-2，2）內(nèi)，即g（x）的零點(diǎn)在區(qū)間（-2，2）內(nèi)．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查函數(shù)的單調(diào)性和導(dǎo)數(shù)之間的關(guān)系，以及函數(shù)零點(diǎn)的證明和判斷，考查學(xué)生的運(yùn)算能力，綜合性較強(qiáng)，難度較大．