已知函数f(x)=3x+a与函数g(x)=3x+2a在区间(b,c)上都有零点,则a2+2ab+2ac+4bcb2−2bc+c2的最小值为_.

问题描述:

已知函数f(x)=3x+a与函数g(x)=3x+2a在区间(b,c)上都有零点,则

a2+2ab+2ac+4bc
b2−2bc+c2
的最小值为______.

∵函数f(x)=3x+a,与函数g(x)=3x+2a在区间(b,c)上都有零点,且f(x)与g(x)均为增函数
∴f(b)=3b+a<0,即b<-

a
3

g(b)=3b+2a<0,即b<-
2a
3

f(c)=3c+a>0,即c>-
a
3

g(c)=3c+2a>0,即c>-
2a
3

∵当a>0时,a+2b<0,a+2c>0,
当a<0时,a+2b<0,a+2c>0,
当a=0时,a+2b<0,a+2c>0,
即a+2b<0,a+2c>0恒成立,即-a-2b>0,a+2c>0恒成立,
a2+2ab+2ac+4bc
b2−2bc+c2

=
(a+2b)(a+2c)
(b−c)2

=
(a+2b)(a+2c)
1
4
[(a+2b)−(a+2c)]2

=
4(a+2b)(a+2c)
[(a+2b)−(a+2c)]2

=
4(a+2b)(a+2c)
(a+2b)2+(a+2c)2−2(a+2b)(a+2c)

=
4(a+2b)(a+2c)
(a+2b)2+(a+2c)2+2(−a−2b)(a+2c)

4(a+2b)(a+2c)
4(−a−2b)(a+2c)
=-1,
a2+2ab+2ac+4bc
b2−2bc+c2
的最小值为-1,
故答案为:-1