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
(III)设函数g(x)=f′(x)-a(x-x1),x∈(x1,x2),当x2=a时,求|g(x)|的最大值. |
(Ⅰ)∵f(x)=ax3+bx2-a2x(a>0),
∴f′(x)=3ax2+2bx-a2(a>0),
依题意又-1和2是方程3ax2+2bx-a2=0的两根,
∴
,解得1=- 2b 3a -2=- a 3
,a=6 b=-9
∴f(x)=6x3-9x2-36x(经检验,适合)…3′
(Ⅱ)∵f′(x)=3ax2+2bx-a2(a>0),依题意,x1、x2是方程f′(x)=0的两个根,
∵x1x2=-
<0且|x1|+|x2|=2a 3
,2
∴(x1-x2)2=8.
∴(-
)2+2b 3a
=8,4a 3
∴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96.
∴p(a)在(0,6]上的最大值是96,
∴b的最大值为4
.-----(9分)6
(Ⅲ)证明:∵x1、x2是方程f′(x)=0的两个根,
∴f′(x)=3a(x-x1)(x-x2).
∵x1x2=-
,x2=a,a 3
∴x1=-
.1 3
∴|g(x)|=|3a(x+
)(x-a)-a(x+1 3
)|=|a(x+1 3
)[3(x-a)-1]|,1 3
∵x1<x<x2,即-
<x<a,1 3
∴|g(x)|=a(x+
)(-3x+3a+1)1 3
=-3a(x+
)(x-1 3
)3a+1 3
=-3a(x-
)2+a 2
+a2+3a3 4
a1 3
≤
+a2+3a3 4
a1 3
=
.a(3a+2)2 12
|g(x)|max=
,当且仅当x=a(3a+2)2 12
时取“=”…15′a 2