已知a>0,b∈R,函数f(x)=4ax3-2bx-a+b.(Ⅰ)证明:当0≤x≤1时,(i)函数f(x)的最大值为|2a-b|+

2025-06-21 08:06:13
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回答1:

(Ⅰ)证明:(ⅰ)f′(x)=12a(x2-

b
6a

当b≤0时,f′(x)>0,在0≤x≤1上恒成立,此时最大值为:f(1)=|2a-b|﹢a;
当b>0时,在0≤x≤1上的正负性不能判断,此时最大值为:f(x)max=max{f(0),f(1)}=|2a-b|﹢a;
综上所述:函数在0≤x≤1上的最大值为|2a-b|﹢a;
(ⅱ) 要证f(x)+|2a-b|+a≥0,即证g(x)=-f(x)≤|2a-b|﹢a.
亦即证g(x)在0≤x≤1上的最大值小于(或等于)|2a-b|﹢a,
∵g(x)=-4ax3+2bx+a-b,∴令g′(x)=-12ax2+2b=0,
当b≤0时,x=
b
6a
;g′(x)<0在0≤x≤1上恒成立,
此时g(x)的最大值为:g(0)=a-b<3a-b=|2a-b|﹢a;
当b>0时,g′(x)在0≤x≤1上的正负性不能判断,
∴g(x)max=max{g(
b
6a
),g(1)}={
4
3
b
b
6a
+a?b,?3a+b
}=
4
3
b
b
6a
+a?b , b≤6a
?3a+b , b>6a

∴g(x)max≤|2a-b|﹢a;
综上所述:函数g(x)在0≤x≤1上的最大值小于(或等于)|2a-b|﹢a.
即f(x)+|2a-b|+a≥0在0≤x≤1上恒成立.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知:函数在0≤x≤1上的最大值为|2a-b|﹢a,且函数在0≤x≤1上的最小值比-(|2a-b|﹢a)要大.
∵-1≤f(x)≤1对x∈[0,1]恒成立