Cho hàm số f(x)=x^3+ax^2+bx+c.
a) Tại \(x = 1,\) ta có: \(f\left( 1 \right) = {1^3} + a{.1^2} + b.1 + c = a + b + c + 1.\)
b) Áp dụng các công thức tính đạo hàm, ta có: \(f'\left( x \right) = 3{x^2} + 2ax + b.\)
c) Ta có: \(f\left( 1 \right) = a + b + c + 1.\)
\(f'\left( 1 \right) = {3.1^2} + 2.\,a.\,1 + b = 2a + b + 3.\)
Nếu \(f\left( 1 \right) + 2 = f'\left( 1 \right)\,\, \Leftrightarrow a + b + c + 1 + 2 = 2a + b + 3\)
\( \Leftrightarrow a + b + c + 3 = 2a + b + 3\)
\( \Leftrightarrow a = c.\)
d) Theo câu c), nếu \(f\left( 1 \right) + 2 = f'\left( 1 \right) \Rightarrow a = c\)
Xét bất phương trình \(f\left( x \right) + 2 \ge f'\left( x \right)\)với \(\forall x \ge 0:\)
\( \Leftrightarrow {x^3} + a{x^2} + bx + c + 2 \ge 3{x^2} + 2ax + b\)
Thay \(a = c\) vào bất phương trình:
\({x^3} + a{x^2} + bx + a + 2 \ge 3{x^2} + 2ax + b\)
\( \Leftrightarrow {x^3} + \left( {a - 3} \right){x^2} + \left( {b - 2a} \right)x + \left( {a - b + 2} \right) \ge 0\)
Đặt \(g\left( x \right) = {x^3} + \left( {a - 3} \right){x^2} + \left( {b - 2a} \right)x + \left( {a - b + 2} \right)\)
Do \(f\left( 1 \right) + 2 = f'\left( 1 \right) \Leftrightarrow g\left( 1 \right) = 0\)
Để \(g\left( x \right) \ge 0,\,\forall x \ge 0.\) Mà \(g\left( 1 \right) = 0,\) thì \(x = 1\) phải là điểm cực tiểu của hàm số \(g\left( x \right).\)
Do đó, ta có phải có \(g'\left( 1 \right) = 0.\)
Ta có: \(g'\left( x \right) = 3{x^2} + 2\left( {a - 3} \right)x + \left( {b - 2a} \right)\)
\(g'\left( 1 \right) = {3.1^2} + 2\left( {a - 3} \right).1 + b - 2a = b - 3\)
Để \(g'\left( 1 \right) = 0 \Leftrightarrow b - 3 = 0 \Leftrightarrow b = 3.\)