Question

设f（x）=ax²+bx+c（a＞b＞c），f（1）=0，g（x）=ax+b．
（1）求证：函数y=f（x）与y=g（x）的图象有两个交点；
（2）设f（x）与g（x）的图象交点A、B在x轴上的射影为A₁、B₁，求|A₁B₁|的取值范围；
（3）求证：当x≤-时，恒有f（x）＞g（x）．

Answer

（1）由f（x）=ax2+bx+c（a＞b＞c），f（1）=0，可得a＞0，c＜0，联立方程y=f（x）=ax2+bx+c和y=g（x）=ax+b，并判断△的符号，即可判断出函数y=f（x）与y=g（x）的图象交点的个数；
（2）设A、B的坐标分别为（x1，y1）、（x2，y2），由数轴上两点之间的距离及二次方程根与系数的关系，可以求出|A1B1|的取值范围；
（3）不妨设x1＞x2，则由（2）中＜x1-x2＜2，及-2＜＜-，结合a＞b＞c，可得-＜x2≤0，又由a＞0，结合二次函数的图象和性质可得，当x≤-时，f（x）-g（x）＞0恒成立．
证明：（1）由 y=f（x）=ax2+bx+c，y=g（x）=ax+b得
ax2+（b-a）x+（c-b）=0  （*）
△=（b-a）2-4a （c-b）
∵f（x）=ax2+bx+c，f（1）=0
∴f（1）=a+b+c=0 …（3分）
又a＞b＞c
∴3a＞a+b+c＞3c即a＞0，c＜0
∴b-a＜0，c-b＜0，a＞0
∴△=（b-a）2-4a（c-b）＞0
故函数y=f（x）与y=g（x）的图象有两个交点；…（5分）
【解析】
（2）设A、B的坐标分别为（x1，y1）、（x2，y2），
则x1、x2是方程（*）的两根
故x1+x2=-，
x1x2=，
所以|A1B1|=|x1-x2|=
==
又a+b+c=0，故b=-（a+c）
因而（b-a）2-4a（c-b）=（-2a-c）2-4a（a+2c）=c2-4ac
故|A1B1|==
=…（8分）
∵a＞b＞c，a+b+c=0
∴a＞-（a+c）＞c
∴-2＜＜-
∴|A1B1|的取值范围是（，2）…（10分）．
证明：（3）不妨设x1＞x2，则由（2）知：
＜x1-x2＜2①
则x1+x2=-=1-
由a＞b＞c得：＜＜1，
故0＜1-＜1-…（12分）
又-2＜＜-，
故＜1-＜3，
因而0＜1-≤
即0＜x1-x2≤②
由①、②得：-＜x2≤0，
即方程（*），也就是方程f（x）-g（x）=0的较小根的范围是（-，0]．
又a＞0，故当x≤-时，
f（x）-g（x）＞0恒成立，
即当x≤-时，恒有f（x）＞g（x） …（14分）．