Question

已知函數(shù)f(x)=

1

3

ax3+

1

2

bx2+cx．（a≠0）
（1）若函數(shù)f（x）有三個零點x₁，x₂，x₃，且x1+x2+x3=

9

2

，x₁x₃=-12，求函數(shù) y=f（x）的單調(diào)區(qū)間；
（2）若f′(1)=-

1

2

a，3a＞2c＞2b，試問：導(dǎo)函數(shù)f′（x）在區(qū)間（0，2）內(nèi)是否有零點，并說明理由．
（3）在（Ⅱ）的條件下，若導(dǎo)函數(shù)f′（x）的兩個零點之間的距離不小于

3

，求

b

a

的取值范圍．

Answer 1

解（1）因為f(x)=x(

1

3

ax2+

1

2

bx+c)，又x1+x2+x3=

9

2

，x₁x₃=-12，
所以x2=0，x1+x3=

9

2

，x1•x3=-12，
因為x₁，x₃是方程

1

3

ax2+

1

2

bx+c=0的兩根，
所以-

3b

2a

=

9

2

，

3c

a

=-12，即b=-3a，c=-4a，
從而：f(x)=

1

3

ax3-

3

2

ax2-4ax，
所以f′（x）=ax²-3ax-4a=a（x-4）（x+1）．
令  f′（x）=0解得：x=-1，x=4，
當a＞0時，y=f（x）的單調(diào)遞減區(qū)間是（-1，4），單調(diào)遞增區(qū)間是（-∞，-1），（4，+∞）．
當a＜0時，y=f（x）的單調(diào)遞增區(qū)間是（-1，4），單調(diào)遞減區(qū)間是（-∞，-1），（4，+∞）．
（2）因為f'（x）=ax²+bx+c，f′(1)=-

1

2

a，
所以a+b+c=-

1

2

a，即3a+2b+2c=0．
因為3a＞2c＞2b，所以3a＞0，2b＜0，即a＞0，b＜0．
于是f′(1)=-

a

2

＜0，f'（0）=c，f'（2）=4a+2b+c=4a-（3a+2c）+c=a-c．
①當c＞0時，因為f′(0)=c＞0，f′(1)=-

a

2

＜0，
則f'（x）在區(qū)間（0，1）內(nèi)至少有一個零點．
②當c≤0時，因為f′(1)=-

a

2

＜0，f′(2)=a-c＞0，
則f'（x）在區(qū)間（1，2）內(nèi)至少有一零點．
故導(dǎo)函數(shù)f'（x）在區(qū)間（0，2）內(nèi)至少有一個零點．
（3）設(shè)m，n是導(dǎo)函數(shù)f'（x）=ax²+bx+c的兩個零點，則m+n=-

b

a

，mn=

c

a

=-

3

2

-

b

a

．
所以|m-n|=

(m+n)2-4mn

=

(- b a )2-4(- 3 2 - b a )

=

( b a +2)2+2

．
由已知，

( b a +2)2+2

≥

3

，則(

b

a

+2)2+2≥3，即(

b

a

+2)2≥1．
所以

b

a

+2≥1或

b

a

+2≤-1，即

b

a

≥-1或

b

a

≤-3．
又2c=-3a-2b，3a＞2c＞2b，所以3a＞-3a-2b＞2b，即-3a＜b＜-

3

4

a．
因為a＞0，所以-3＜

b

a

＜-

3

4

．
綜上所述，

b

a

的取值范圍是[-1，-

3

4

)．