问题 解答题
(文)设函数y=f(x)=x(x-a)(x-b)(a、b∈R).
(Ⅰ)若a≠b,ab≠0,过两点(0,0)、(a,0)的中点作与x轴垂直的直线,此直线与函数y=f(x)的图象交于点P(x0,f(x0)),求证:函数y=f(x)在点P处的切 线过点(
4
3
3
,0);
(Ⅱ)若a=b(a≠0),且当x∈[0,|a|+1]时f(x)<2a2恒成立,求实数a的取值范围.
答案

(I)证明:过两点(0,0)、(a,0)的中点作与x轴垂直的直线方程为x=

a
2

P(

a
2
a2
4
(b-
a
2
)),…(1分)

y'=3x2-(2a+2b)x+ab,…(2分)

所求切线斜率为3(

a
2
)2-(2a+2b)•
a
2
+ab=-
a2
4
,…(3分)

切线方程为y-

a2
4
(b-
a
2
)=-
a2
4
(x-
a
2
),令y=0,解得x=b,

所以,函数y=f (x)过点P的切线过点(b,0)…(5分)

(II)因为a=b,所以y=f(x)=x(x-a)2

y′=3x2-4ax+a2=3(x-a)(x-

a
3
),…(6分)

当a>0时,函数y=f(x)在(-∞,

a
3
)上单调递增,在(
a
3
,a)单调递减,在(a,+∞)上单调递增.

所以,根据题意有

4
27
a3<2a2
a+1<2a2

解之得1<a<

27
2
或a<-
1
2
,结合a>0,所以1<a<
27
2
…(9分)

当a<0时,函数y=f(x)在(

a
3
,+∞)单调递增.                  …(10分)

所以,根据题意有f(1-a)<2a2,…(11分)

即(1-a)(1-a-a)2<2a2,整理得4a3-6a2+5a-1>0,(*)

令g(a)=4a3-6a2+5a-1,∴g′(a)=12a2-12a+5=12(a-

1
2
)2+2>0

∴g(a)在区间(-∞,0)单调递增,又g(0)=-1<0,所以“*”不等式无解.…(13分)

综上可知:1<a<

27
2
.                               …(15分)

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