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已知函数f(x)=ax3+bx2+cx+a2(a>0)的单调递减区间是(1,2),且满足f(0)=1. 

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/22 00:29:33
已知函数f(x)=ax3+bx2+cx+a2(a>0)的单调递减区间是(1,2),且满足f(0)=1. 
(Ⅰ)求f(x)的解析式;
(Ⅱ)对任意m∈(0,2],关于x的不等式f(x)<
1
2
m
(Ⅰ)由已知得,f′(x)=3ax2+2bx+c,
∵函数f(x)=ax3+bx2+cx+a2的单调递减区间是(1,2),
∴f′(x)<0的解是1<x<2,
∴f′(x)=3ax2+2bx+c=0的两个根分别是1和2,且a>0
从f(0)=a2=1且 a>0可得a=1


f′(1)=3+2b+c=0
f′(2)=12+4b+c=0得

b=−
9
2
c=6
∴f(x)=x3−
9
2x2+6x+1
(Ⅱ)由(Ⅰ)得,f′(x)=3x2-9x+6=3(x-1)(x-2),
∴x∈(-∞,1]时,f′(x)>0,f(x)在(-∞,1]上是增函数
对x∈(-∞,1],当x=1时,f(x)max=f(1)=
7
2
要使f(x)<
1
2m3−mlnm−mt+
7
2在x∈(-∞,1]上恒成立,

1
2m3−mlnm−mt+
7
2>f(x)max
1
2m3−mlnm−mt+
7
2>
7
2,
即mt<
1
2m3−mlnm对任意m∈(0,2]恒成立,
即t<
1
2m2−lnm对任意m∈(0,2]恒成立,
设h(m)=
1
2m2−lnm,m∈(0,2],则t<h(m)minh′(m)=m−
1
m=
m2−1
m=
(m−1)(m+1)
m,令h′(m)=0,得m=1或m=-1
在m∈(0,2],h′(m)的符号与h(m)的单调情况如下表:
m (0,1) 1 (1,2) 2
h′(m) - 0 + 0
h(m) ↘ 极小值 ↗ 极大值∴m=1时,h(m)min=h(m)极小值=
1
2,
∴t<
1
2