题目内容

定义函数f(x)=-x3+ax2+b(a,b∈R).
(Ⅰ)f′(x)是f(x)的导函数,若不等式|f′(x)|≤1对任意的x∈[0,1]恒成立,求实数a的取值范围;
(Ⅱ)若b<0,函数f(x)有两个零点满足x1∈(0,1),x2∈(1,2),求a-2b的取值范围.
考点:简单线性规划,利用导数研究函数的单调性
专题:导数的概念及应用
分析:(Ⅰ)求出函数的导数根据不等式|f′(x)|≤1对任意的x∈[0,1]恒成立,结合一元二次函数的性质即可求实数a的取值范围;
(Ⅱ)根据函数零点的取值范围,建立不等式关系,利用线性规划的知识即可得到结论.
解答: (Ⅰ)∵f(x)=-x3+ax2+b(a,b∈R).
∴f′(x)=)=-3x2+2ax,
当a≤0,必须有|f′(1)|≤1,解得1≤a≤2,此时不成立.
当0<
a
3
<1,必须|f′(1)|≤1且|f′(
a
3
)|≤1,解得1≤a≤
3

当a≥3,必须|f′(1)|≤1,解得1≤a≤2,不成立.
综上1≤a≤
3

(Ⅱ)∵f(0)=b<0,函数f(x)有两个零点满足x1∈(0,1),x2∈(1,2),
f(0)<0
f(1)>0
f(2)<0
,即
b<0
-1+a+b>0
-8+4a+b<0

作出可行域如图:则Q(1,0),
a+b=1
4a+b=8
,解得
a=
7
3
b=-
4
3
,即P(
7
3
,-
4
3
),
∴t1=a-2b=1,t2=a-2b=
7
3
+
8
3
=5

即1<a-2b<5.
点评:本题主要考查导数的应用,利用一元二次函数和线性规划的知识是解决本题的关键.综合性较强,有一定的难度.
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