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.
(1)若x1=-1,x2=2,求函数f(x)的解析式;
(2)若|x1|+|x2|=2
2
,求b的最大值.
(3)若x1<x<x2,且x2=a,g(x)=f'(x)-a(x-x1),求证:|g(x)|≤
a(3a+2)2
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答案

(1)求导函数,可得f′(x)=3ax2+2bx-a2

∵x1=-1,x2=2是函数f(x)的两个极值点,

∴f'(-1)=0,f'(2)=0,

∴3a-2b-a2=0,12a+4b-a2=0,

解得a=6,b=-9.

∴f(x)=6x3-9x2-36x.-------------------(4分)

(2)∵x1,x2是函数f(x)的两个极值点,∴f'(x1)=f'(x2)=0.

∴x1,x2是方程3ax2+2bx-a2=0的两根,故有△=4b2+12a3>0对一切a>0,b∈R恒成立.

x1+x2=-

2b
3a
x1x2=-
a
3

∵a>0,∴x1•x2<0,

|x1|+|x2|=|x1-x2|=

(-
2b
3a
)
2
-4(-
a
3
)
=
4b2
9a2
+
4
3
a
-------------------(6分)

|x1|+|x2|=2

2
4b2
9a2
+
4
3
a
=2
2

∴b2=3a2(6-a).

∵b2≥0,∴3a2(6-a)≥0,∴0<a≤6.

令h(a)=3a2(6-a),则h′(a)=36a-9a2

当0<a<4时,h′(a)>0,∴h(a)在(0,4)内是增函数;

当4<a<6时,h′(a)<0,∴h(a)在(0,4)内是减函数;

∴当a=4时,h(a)是极大值为96,

∴h(a)在(0,6)上的最大值是96,∴b的最大值是4

6
.…(8分)

(3)∵x1,x2是方程3ax2+2bx-a2=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]|…(10分)

∵x1<x<x2

g(x)=a(x+

1
3
)(-3x+3a+1)═-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
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