当且仅当x=1时取得等号. -3x-2x+6
又h′(x)=. 4
2
x设φ(x)=-3x-2x+6,则φ(x)在上单调递减. 因为φ(1)=1,φ(2)=-10,
所以?x0∈(1,2),使得当x∈(1,x0)时,φ(x)>0,x∈(x0,2)时,φ(x)<0. 所以h(x)在(1,x0)上单调递增,在(x0,2)上单调递减. 11由h(1)=1,h(2)=,可得h(x)≥h(2)=,
22当且仅当x=2时取得等号.
3
所以f(x)-f′(x)>g(1)+h(2)=,
23
即f(x)>f′(x)+对于任意的x∈成立.
2
20.B12 设函数f(x)=(x-1)-ax-b,x∈R,其中a,b∈R. (1)求f(x)的单调区间;
(2)若f(x)存在极值点x0,且f(x1)=f(x0),其中x1≠x0,求证:x1+2x0=3; 1
(3)设a>0,函数g(x)=|f(x)|,求证:g(x)在区间上的最大值不小于. 420.解:(1)由f(x)=(x-1)-ax-b,可得f′(x)=3(x-1)-a. 下面分两种情况讨论:
(i)当a≤0时,有f′(x)=3(x-1)-a≥0恒成立,所以f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞).
(ii)当a>0时,令f′(x)=0,解得x=1+
3a3a或x=1-. 33
2
3
2
3
2
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
(-∞,1-3a 3(1-3a,1+33a) 3- 单调递减 3a 33a,+∞) 3+ 单调递增 x 3a) 3+ 单调递增 1-1+(1+f′(x) f(x) 0 极大值 0 极小值 所以f(x)的单调递减区间为(1-(1+
3a,+∞). 3
3a3a3a,1+),单调递增区间为(-∞,1-),333
(2)证明:因为f(x)存在极值点,所以由(1)知a>0,且x0≠1.由题意,得f′(x0)=3(x0
a2aa223
-1)-a=0,即(x0-1)=,进而f(x0)=(x0-1)-ax0-b=-x0--b.
333
又f(3-2x0)=(2-2x0)-a(3-2x0)-b=
3
8a2aa(1-x0)+2ax0-3a-b=-x0--b=333
f(x0),且3-2x0≠x0,
由题意及(1)知,存在唯一实数x1满足f(x1)=f(x0),且x1≠x0,因此x1=3-2x0, 所以x1+2x0=3.
(3)证明:设g(x)在区间上的最大值为M,max{x,y}表示x,y两数的最大值.下面分三种情况讨论:
(i)当a≥3时,1-
3a3a≤0<2≤1+,由(1)知,f(x)在区间上单调递减,所以f(x)33
在区间上的取值范围为,因此M=max{|f(2)|,|f(0)|}=max{|1-2a-b|,|-1-b|}=max{|a-1+(a+b)|,|a-1-(a+b)|}=
??a-1+(a+b),a+b≥0,
? ?a-1-(a+b),a+b<0,?
所以M=a-1+|a+b|≥2.
323a3a3a23a(ii)当≤a<3时,1-≤0<1-<1+<2≤1+.由(1)和(2)知
43333
f(0)≥f(1-
23a3a23a3a)=f(1+),f(2)≤f(1+)=f(1-), 3333
所以f(x)在区间上的取值范围为, 因此M=max{|f(1+
?2a?2a3a3a3a-a-b,3a-a-b?= )|,|f(1-)|=max?-
933?9?
?2a?2a2a23
3a+(a+b),3a-(a+b)?=max?3a+|a+b|≥××
994?9?9
31
3×=. 44