问题 解答题
已知实数a满足0<a≤2,a≠1,设函数f (x)=
1
3
x3-
a+1
2
x2+ax.
(1)当a=2时,求f (x)的极小值;
(2)若函数g(x)=x3+bx2-(2b+4)x+ln x (b∈R)的极小值点与f (x)的极小值点相同.
求证:g(x)的极大值小于等于
5
4
答案

(Ⅰ)当a=2时,f′(x)=x2-3x+2=(x-1)(x-2).

列表如下:

x(-∞,1)1(1,2)2(2,+∞)
f′(x)+0-0+
f(x)单调递增极大值单调递减极小值单调递增
所以,f(x)的极小值为f(2)=
2
3
.(6分)

.(5分)

(Ⅱ)f′(x)=x2-(a+1)x+a=(x-1)(x-a).

g′(x)=3x2+2bx-(2b+4)+

1
x
=
(x-1)[3x2+(2b+3)x-1]
x

令p(x)=3x2+(2b+3)x-1,

(1)当1<a≤2时,

f(x)的极小值点x=a,则g(x)的极小值点也为x=a,

所以p(a)=0,

即3a2+(2b+3)a-1=0,

即b=

1-3a2-3a
2a

此时g(x)极大值=g(1)=1+b-(2b+4)=-3-b

=-3+

3a2+3a-1
2a
=
3
2
a-
1
2a
-
3
2

由于1<a≤2,

3
2
a-
1
2a
-
3
2
3
2
   x2-
1
4
-
3
2
=
5
4
.(10分)

(2)当0<a<1时,

f(x)的极小值点x=1,则g(x)的极小值点为x=1,

由于p(x)=0有一正一负两实根,不妨设x2<0<x1

所以0<x1<1,

即p(1)=3+2b+3-1>0,

故b>-

5
2

此时g(x)的极大值点x=x1

有g(x1)=x13+bx12-(2b+4)x1+lnx1

<1+bx12-(2b+4)x1

=(x12-2x1)b-4x1+1 (x12-2x1<0)

<-

5
2
(x12-2x1)-4x1+1

=-

5
2
x12+x1+1

=-

5
2
(x1-
1
5
2+1+
1
10
(0<x1<1)

11
10
,<
5
4

综上所述,g(x)的极大值小于等于

5
4
.(14分)

多项选择题
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