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(2009•潍坊二模)已知函数f(x)=x(x-a)(x-b),其中a、b∈R(I)当a=0,b=3时,求函数,f(x)的极值;(Ⅱ)当a=0时,f(x)x2-lnx≥0在[1,+∞)上恒成立,求b的取值范围(Ⅲ)若0<a<b,

题目详情
(2009•潍坊二模)已知函数f(x)=x(x-a)(x-b),其中a、b∈R
(I)当a=0,b=3时,求函数,f(x)的极值;
(Ⅱ)当a=0时,
f(x)
x2
-lnx≥0在[1,+∞)上恒成立,求b的取值范围
(Ⅲ)若0<a<b,点A(s,f(s)),B(t,f(t))分别是函数f(x)的两个极值点,且0A⊥OB,其中0为原点,求a+b的取值范围.
▼优质解答
答案和解析
(I)当a=0,b=3时,f(x)=x3-3x2
∴f′(x)=3x2-6x=3x(x-2)
令f′(x)>0,可得x<0或x>2,令f′(x)<0,可得0<x<2
∴x=0时,函数取得极大值为0,x=2时,函数取得极小值为-4;
(Ⅱ)当a=0时,
f(x)
x2
-lnx=x-b-lnx≥0在[1,+∞)上恒成立,
∴b≤x-lnx在[1,+∞)上恒成立
令g(x)=x-lnx,则g′(x)=
x−1
x

∵x>1,∴g′(x)=
x−1
x
>0
∴g(x)在[1,+∞)上是增函数
∴g(x)min=g(1)=1
∴b≤1;
(Ⅲ)由题意,
OA
OB
=0,∴st+f(s)f(t)=0
∴st+st(s-a)(s-b)(t-a)(t-b)=0①
∴f′(x)=3x2-2(a+b)x+ab
∵s,t是f′(x)=0的两根
∴s+t=
2(a+b)
3
,st=
ab
3
>0
∴①可化为(
1
3
a2−
ab
3
)(
1
3
b2−
ab
3
)=-1
∴ab(a-b)2=9
(a−b)2=
9
ab

(a−b)2=
9
ab

(a+b)2=(a−b)2+4ab=
9
ab
+4ab≥12
当且仅当
9
ab
=4ab,即ab=
3
2
时取“=”
∴a+b的取值范围是[2
3
,+∞).