已知 $f\left( x \right) = {x^3} + b{x^2} + cx + d$ 在 $\left(- \infty , 0\right)$ 上是增函数,在 $\left( {0 , 2} \right)$ 上是减函数,且方程 $f\left( x \right) = 0$ 有三个根,它们分别为从小到大依次为 $\alpha,2,\beta$.求 $\left| {\alpha-\beta } \right|$ 的取值范围.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
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    利用导数研究函数的单调性
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
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    利用导数研究函数的零点
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    微积分初步
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    三次函数的图象与性质
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    三次函数的单调性
【答案】
$[3,+\infty)$
【解析】
根据题意,$x=0$ 为 $f(x)$ 的导函数$$f'(x)=3x^2+2bx+c$$的零点,于是 $c=0$.又 $f(2)=0$,于是$$8+4b+d=0,$$即$$d=-4b-8,$$从而$$ f(x)=x^3+bx^2-(8+4b)=(x-2)\cdot\left[x^2+(b+2)x+2b+4\right]$$因此$$\left(\alpha-\beta\right)^2=\left(\alpha+\beta\right)^2-4\alpha\cdot\beta=(2-b)^2-16.$$另一方面,由 $f(x)$ 在 $(0,2)$ 上是减函数得 $f'(2)\leqslant 0$,即$$12+4b \leqslant 0,$$于是可得 $b$ 的取值范围是 $(-\infty,-3)$,从而 $\left|\alpha-\beta\right|$ 的取值范围是 $[3,+\infty)$.
答案 解析 备注
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