题目内容

已知函数数学公式
(1)若函数f(x)有三个零点x1,x2,x3,且数学公式,且a>0,求函数f(x)的单调区间;
(2)若数学公式,且3a>2c>2b,试问:导函数f(x)在区间(0,2)内是否有零点,并说明理由.

解:(1)因为 ,又

因为x1,x3是方程 的两根,则 .即b=-3a,c=-4a.
所以
∴f'(x)=a(x2-3x-4),由x2-3x-4<0,得-1<x<4.
故f(x)的单调递减区间是(-1,4),单调递增区间是(-∞,-1),(4,+∞).
(2)因为f'(x)=ax2+bx+c,,所以 ,即3a+2b+2c=0.
因为3a>2c>2b,所以3a>0,2b<0,即a>0,b<0.
于是 ,f'(0)=c,f'(2)=4a+2b+c=4a-(3a+2c)+c=a-c.
①当c>0时,因为 ,则f'(x)在区间(0,1)内至少有一个零点.
②当c≤0时,因为 ,则f'(x)在区间(1,2)内至少有一零点.
故导函数f'(x)在区间(0,2)内至少有一个零点.
分析:(1)因为 ,因为x1,x3是方程 的两根,使用根与系数的关系,得出b,c与a的关系式,从而得到f(x)的 解析式及f'(x)的解析式,由f'(x)<0求出减区间.
(2)求出 ,f'(0)=c,f'(2)=a-c,当c>0时 f'(x)在区间(0,1)内至少有一个零点,当c≤0时,f'(x)在区间(1,2)内至少有一零点.
点评:本题考查利用导数判断函数的单调性,函数的零点的判断,二次函数的性质与不等式性质的应用等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想.属于中档题.
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