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】
【标注】
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    常见初等函数
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    二次函数
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    含参二次函数根的分布
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    函数的图象与性质
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    函数的零点
  1. 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
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    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 $(0,1)$.
  2. 求证:$f(x)$ 在 $(-1,0)$ 内至少有一个零点.
    标注
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    答案
    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
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