已知 $f(x)=3a{{x}^{2}}+2bx+b-a$($a,b\in\mathbb{R}$,且 $a,b$ 不同时为 $0$).
【难度】
【出处】
无
【标注】
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当 $a=\dfrac{1}{3}$ 时,若 $f(x)>-\dfrac{1}{3}$ 对 $\forall x\in\mathbb{R}$ 恒成立,求 $b$ 的范围;标注答案$(0,1)$解析根据题意,有\[\forall x\in\mathbb R,x^2+2bx+b>0,\]于是\[\Delta=(2b)^2-4b<0,\]解得 $b$ 的取值范围是 $(0,1)$.
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求证:$f(x)$ 在 $(-1,0)$ 内至少有一个零点.标注答案略解析若 $a=0$,则 $f(x)=b(2x+1)$,于是 $x=-\dfrac 12$ 是函数的零点,命题得证;
若 $a\neq 0$,则$$f(x)=a\left(3x^2+2\cdot\dfrac ba\cdot x+\dfrac ba-1\right),$$设 $\dfrac ba=t$,且$$g(x)=3x^2+2tx+t-1,$$则欲证命题等价于 $g(x)$ 在 $(-1,0)$ 内有零点.
考虑到 $g(-1)=2-t$,$g(0)=t-1$.接下来有两种方式解决问题.方式一
若 $g(-1)\cdot g(0)<0$,则命题成立;
若 $g(-1)\cdot g(0)\geqslant 0$,则 $1\leqslant t\leqslant 2$,而 $g(-1),g(0)\geqslant 0$.
此时函数 $g(x)$ 的对称轴为 $x=-\dfrac t3$,在区间 $\left[-\dfrac 23,-\dfrac 13\right]$ 内,而判别式$$\Delta=4(t^2-3t+3)>0,$$因此命题成立.
综上所述,原命题得证.方式二 取 $g\left(-\dfrac 12\right)=-\dfrac 14$,而 $g(-1)$ 和 $g(0)$ 至少有一个为正数,因此原命题得证.
题目
问题1
答案1
解析1
备注1
问题2
答案2
解析2
备注2