问题 解答题
设曲线f(x)=
1
3
x3-
a
2
x2+1
(其中a>0)在点(x1,f(x1))及(x2,f(x2))处的切线都过点(0,2).证明:当x1≠x2时,f′(x1)≠f′(x2
答案

f(x)=

1
3
x3-
a
2
x2+1,f'(x)=x2-ax.

由于点(t,f(t))处的切线方程为

y-f(t)=f'(t)(x-t),而点(0,2)在切线上,所以2-f(t)=f'(t)(-t),

化简得

2
3
t3-
a
2
t2+1=0,

由于曲线y=f(x)在点(x1,f(x1))及(x2,f(x2))处的切线都过点(0,2),

即x1,x2满足方程

2
3
t3-
a
2
t2+1=0

下面用反证法证明结论:

假设f'(x1)=f'(x2),

则下列等式成立:

2
3
x31
-
a
2
x21
+1=0,(1)
2
3
x32
-
a
2
x22
+1=0,(2)
x21
-ax1=
x22
-a
x2
,(3)

由(3)得x1+x2=a

由(1)-(2)得x12+x1x2+x22=

3a2
4
…(4)

3a2
4
=x12+x1x2+x22=(x1+x2)2-x1x2=a2-x1(a-x1)=(x1-
a
2
)2+
3a2
4
3a2
4

x1=

a
2

此时x2=

a
2
,与x1≠x2矛盾,

所以f(x1)≠f(x2).

选择题
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