已知a,b,c,d是不全为0的实数,函数f(x)=bx2+cx+d,g(x)=ax3+bx2+cx+d,方程f(x)=0有实根,且f(x)=0的实数根都是g(f(x))=0的根,反之,g(f(x))=0的实数根都是f(x)=0的根. (Ⅰ

问题描述:

已知a,b,c,d是不全为0的实数,函数f(x)=bx2+cx+d,g(x)=ax3+bx2+cx+d,方程f(x)=0有实根,且f(x)=0的实数根都是g(f(x))=0的根,反之,g(f(x))=0的实数根都是f(x)=0的根.
(Ⅰ)求d的值;
(Ⅱ)若a=3,f(-1)=0,求c的取值范围.

解(Ⅰ)设x0是f(x)=0的根,那么f(x0)=0,则x0是g(f(x))=0的根,则g(f(x0))=0即g(0)=0,所以d=0.
(Ⅱ)若a=3,f(-1)=0,所以b-c=0,即f(x)=0的根为0和-1,
①当c=0时,则b=0这时f(x)=0的根为一切实数,而是g(f(x))=0,所以c=0符合要求.
当c≠0时,因为3(cx2+cx)2+c(cx2+cx)+c=0的根不可能为0和-1,所以3(cx2+cx)2+c(cx2+cx)+c必无实数根,
②当c>0时,t=cx2+cx=c(x+

1
2
2-
c
4
≥−
c
4
,即函数h(t)=3t2+ct+c在t≥-
c
4
,h(t)>0恒成立,
又h(t)=3t2+ct+c=3(t+
c
6
2-
c2
12
+c,
所以h(t)min=h(
c
6
)>0,即-
c2
12
+c>0,所以0<c<12;
③当c<0时,t=cx2+cx=c(x+
1
2
2-
c
4
≤-
c
4

即函数h(t)=3t2+ct+c在t≤-
c
4
,h(t)>0恒成立,
又h(t)=3t2+ct+c=3(t+
c
6
2-
c2
12
+c,
所以h(t)min=h(
c
4
)>0,c2-16c<0,而c<0,舍去
综上,所以0≤c<12.