22.已知函数g(x)=alnx,f(x)=x3+x2+bx。
(1)若f(x)在区间[1,2]上不是单调函数,求实数b的范围;
(2)若对任意x∈[1,e],都有g(x)≥﹣x2+(a+2)x恒成立,求实数a的取值范围;
(3)当b=0时,设F(x)=,对任意给定的正实数a,曲线y=F(x)上是否存在两点P,Q,使得△POQ是以O(O为坐标原点)为直角顶点的直角三角形,而且此三角形斜边中点在y轴上?请说明理由。
见解析。
(1)由f(x)=x3+x2+bx
得f'(x)=3x2+2x+b因f(x)在区间[1,2]上不是单调函数
所以f'(x)=3x2+2x+b在[1,2]上最大值大于0,最小值小于0,
∴-16<b<-5
(2)由g(x)≥﹣x2+(a+2)x,得(x﹣lnx)a≤x2﹣2x
∵x∈[1,e],∴lnx≤1≤x,且等号不能同时取,∴lnx<x,即x﹣lnx>0
∴a≤恒成立,即a≤
令,求导得,
,
当x∈[1,e]时,x﹣1≥0,0≤lnx≤1x+2﹣2lnx>0,从而f′(x)≥0,
∴f(x)在[1,e]上为增函数,∴=f(1)=﹣1,
∴a≤﹣1
(3)由条件,F(x)=,
假设曲线y=F(x)上存在两点P,Q满足题意,
则P,Q只能在y轴两侧,…(9分)
不妨设P(t,F(t)),t>0则Q(﹣t,t3+t2),且t≠1
∵△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,
∴