Question

設(shè)函數(shù)fn(x)=xn+bx+c(n∈N+，b，c∈R)
（Ⅰ）當(dāng)b＞0時(shí)，判斷函數(shù)f_n（x）在（0，+∞）上的單調(diào)性；
（Ⅱ）設(shè)n≥2，b=1，c=-1，證明：f_n（x）在區(qū)間(

1

2

，1)內(nèi)存在唯一的零點(diǎn)；
（Ⅲ）設(shè)n=2，若對(duì)任意x₁，x₂∈[-1，1]，有|f₂（x₁）-f₂（x₂）|≤4，求b的取值范圍．

Answer 1

分析：（Ⅰ）求導(dǎo)數(shù)，驗(yàn)證f_n′（x）＞0，即可得到結(jié)論；
（Ⅱ）將n＞2，b=1，c=-1代入可得f_n（x）=xⁿ+x-1，結(jié)合指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)可得f_n′（x）=nx^n-1+1＞0在（

1

2

，1）上恒成立，進(jìn)而判斷出函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)，分析區(qū)間兩端點(diǎn)的函數(shù)值符號(hào)關(guān)系，進(jìn)而根據(jù)零點(diǎn)存在定理，可得答案；
（Ⅲ）將n=2，根據(jù)|f₂（x₁）-f₂（x₂）|≤4，分類(lèi)討論不同情況下b的取值范圍，綜合討論結(jié)果，可得b的取值范圍．

解答：（Ⅰ）解：∵fn(x)=xn+bx+c，
∴fn′(x)=nxn-1+b
∵b＞0，x＞0，n∈N₊
∴f_n′（x）＞0
∴函數(shù)f_n（x）在（0，+∞）上的單調(diào)遞增；
（Ⅱ）證明：由n＞2，b=1，c=-1，得f_n（x）=xⁿ+x-1
∴f_n′（x）=nx^n-1+1＞0在(

1

2

，1)上恒成立，
∴f_n（x）=xⁿ+x-1在(

1

2

，1)單調(diào)遞增，
∵f_n（1）=1＞0，f_n（

1

2

）=(

1

2

)n-

1

2

＜0，
∴f_n（x）在區(qū)間(

1

2

，1)內(nèi)存在唯一的零點(diǎn)；
（Ⅲ）解：當(dāng)n=2時(shí)，f₂（x）=x²+bx+c
①當(dāng)b≥2或b≤-2時(shí)，即-

b

2

≤-1或-

b

2

≥1，此時(shí)只需滿(mǎn)足|f₂（1）-f₂（-1）|=|2b|≤4
∴-2≤b≤2，即b=±2；
②當(dāng)0≤b＜2時(shí)，即-1＜-

b

2

≤0，此時(shí)只需滿(mǎn)足f₂（1）-f₂（-

b

2

）≤4，即b²+4b-12≤0
解得：-6≤b≤2，即b∈[0，2）
③當(dāng)-2＜b＜0時(shí)，即0＜-

b

2

＜1，此時(shí)只需滿(mǎn)足f₂（-1）-f₂（-

b

2

）≤4，即b²-4b-12≤0
解得：-2≤b≤6，即b∈（-2，0）
綜上所述：b∈[-2，2]．

點(diǎn)評(píng)：本題考查零點(diǎn)存在定理，導(dǎo)數(shù)法判斷函數(shù)的單調(diào)性，待定系數(shù)法求范圍，考查分類(lèi)討論的數(shù)學(xué)思想，屬于中檔題．