问题 解答题
设x1、x2(x1≠x2)是函数f(x)=ax3+bx2-a2x(a>0)的两个极值点.
(I)若x1=-1,x2=2,求函数f(x)的解析式;
(II)若|x1|+|x2|=2
2
,求b的最大值;
(III)设函数g(x)=f'(x)-a(x-x1),x∈(x1,x2),当x2=a时,求证:|g(x)|≤
1
12
a(3a+2)2
答案

解 (I)∵f(x)=ax3+bx2-a2x(a>0)

∴f'(x)=3ax2+2bx-a2(a>0)

依题意有

f′(-1)=0
f′(2)=0

3a-2b-a2=0
12a+4b-a2=0
(a>0).

解得

a=6
b=-9

∴f(x)=6x3-9x2-36x.

(II)∵f'(x)=3ax2+2bx-a2(a>0),

依题意,x1,x2是方程f'(x)=0的两个根,且|x1|+|x2|=2

2

∴(x1+x22-2x1x2+2|x1x2|=8.

(-

2b
3a
)2-2•(-
a
3
)+2|-
a
3
|=8,

∴b2=3a2(6-a).

∵b2≥0,

∴0<a≤6.

设p(a)=3a2(6-a),则p'(a)=-9a2+36a.

由p'(a)>0得0<a<4,由p'(a)<0得a>4.

即:函数p(a)在区间(0,4]上是增函数,在区间[4,6]上是减函数,

∴当a=4时,p(a)有极大值为96,

∴p(a)在(0,6]上的最大值是96,

∴b的最大值为4

6

(III)证明:∵x1,x2是方程f'(x)=0的两根,

∴f'(x)=3a(x-x1)(x-x2).

x1x2=-

a
3
,x2=a,

x1=-

1
3

|g(x)|=|3a(x+

1
3
)(x-a)-a(x+
1
3
)|=|a(x+
1
3
)[3(x-a)-1]|

∵x1<x<x2,即-

1
3
<x<a.

|g(x)|=a(x+

1
3
)(-3x+3a+1)

∴|g(x)|=-3a(x+

1
3
)(x-
3a+1
3
)=-3a(x-
a
2
)2+
3a3
4
+a2+
1
3
a
3a3
4
+a2+
1
3
a
=
a(3a+2)2
12

∴|g(x)|

a
12
(3a+2)2成立.

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