问题 解答题
已知f(x)=x(x-a)(x-b),点A(s,f(s)),B(t,f(t)).
(Ⅰ)若a=b=1,求函数f(x)的单调递增区间;
(Ⅱ)若函数f(x)的导函数f'(x)满足:当|x|≤1时,有|f'(x)|≤
3
2
恒成立,求函数f(x)的解析表达式;
(Ⅲ)若0<a<b,函数f(x)在x=s和x=t处取得极值,且a+b=2
3
,证明:
OA
OB
不可能垂直.
答案

(Ⅰ)由题意可得:f(x)=x3-2x2+x,、

所以f'(x)=3x2-4x+1,

令f'(x)≥0得3x2-4x+1≥0,解得x≤

1
3
或x≥1

故f(x)的增区间(-∞,

1
3
]和[1,+∞)(4分)

(Ⅱ)由题意可得:f'(x)=3x2-2(a+b)x+ab,

并且当x∈[-1,1]时,恒有|f'(x)|≤

3
2
.(5分)

故有-

3
2
≤f'(1)≤
3
2
-
3
2
≤f'(-1)≤
3
2
,及-
3
2
≤f'(0)≤
3
2
,(6分)

-
3
2
≤3-2(a+b)+ab≤
3
2
…①
-
3
2
≤3+2(a+b)+ab≤
3
2
…②
-
3
2
≤ab≤
3
2
…③
…(8分)

①+②,得-

9
2
≤ab≤-
3
2
,…(8分)   

又由③,得ab=-

3
2
,将上式代回①和②,得a+b=0,

f(x)=x3-

3
2
x.(10分)

(Ⅲ)假设

OA
OB
,即
OA
OB
=(s,f(s))•(t,f(t))=st+f(s)f(t)=0(11分)

所以有:(s-a)(s-b)(t-a)(t-b)=-1[st-(s+t)a+a2][st-(s+t)b+b2]=-1,…(11分)

由s,t为f'(x)=0的两根可得,s+t=

2
3
(a+b),st=
1
3
,(0<a<b)

从而有ab(a-b)2=9.…(12分)

这样(a+b)2=(a-b)2+4ab=

9
ab
+4ab≥2
36
=12

即 a+b≥2

3
,这与a+b<2
3
矛盾.…(14分)

OA
OB
不可能垂直.…(16分)

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