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已知实数集R上的函数f(x)=ax3+bx2+cx+d其中a、b、c、d是实数.

(1)若函数f(x)在区间(-∞,-1)和(3,+∞)上都是增函数,在区间(-1,3)上是减函数,并且f(0)=-7,f′(0)=-18,求函数f(x)的表达式;

(2)若a、b、c满足b2-3ac<0,求证:函数f(x)是单调函数.

解:(1)∵f(0)=-7,∴d=-7,

f′(x)=3ax2+2bx+c,f′(0)=-18,∴c=-18,

∴f′(x)=3ax2+2bx-18.

∵函数f(x)在区间(-∞,-1)和(3,+∞)上都是增函数,在区间(-1,3)上是减函数,

∴-1和3必是f′(x)=0的两个根.

解得

∴f(x)=2x3-6x2-18x-7.

(2)f′(x)=3ax2+2bx+c,由条件b2-3ac<0,可知a≠0,c≠0,

f′(x)为二次三项式,并且Δ=(2b)2-4(3ac)=4(b2-3ac)<0,

∴当a>0时,f′(x)>0恒成立,此时函数f(x)是单调增函数;

当a<0时,f′(x)<0恒成立,此时函数f(x)是单调减函数,

∴对任意给定的非零实数a,函数f(x)总是单调函数.

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