问题 解答题
设函数f(x)=ax3-(a+b)x2+bx+c,其中a>0,b,c∈R.
(1)若f′(
1
3
)
=0,求函数f(x)的单调增区间;
(2)求证:当0≤x≤1时,|f'(x)|≤max{f'(0),f'(1)}.(注:max{a,b}表示a,b中的最大值)
答案

(1)′由f′(

1
3
)=0,得a=b. …(1分)

故f(x)=ax3-2ax2+ax+c.

由f′(x)=a(3x2-4x+1)=0,得x1=

1
3
,x2=1.…(2分)列表:

x(-∞,
1
3
1
3
1
3
,1)
1(1,+∞)
f′(x)+0-0+
f(x)极大值极小值
由表可得,函数f(x)的单调增区间是(-∞,
1
3
)及(1,+∞).…(4分)

(2)f′(x)=3ax2-2(a+b)x+b=3a(x-

a+b
3a
)2-
a2+b2-ab
3a

①当

a+b
3a
≥1,或
a+b
3a
≤0时,则f′(x)在[0,1]上是单调函数,

所以f′(1)≤f′(x)≤f′(0),或f′(0)≤f′(x)≤f′(1),且f′(0)+f′(1)=a>0.

所以|f′(x)|≤max{f′(0),f′(1)}.…(8分)

②当0<

a+b
3a
<1,即-a<b<2a,则-
a2+b2-ab
3a
≤f′(x)≤max{f′(0),f′(1)}.

(i) 当-a<b≤

a
2
时,则0<a+b≤
3a
2

所以  f′(1)-

a2+b2-ab
3a
=
2a2-b2-2ab
3a
=
3a2-(a+b)2
3a
1
4
a2
>0.

所以|f′(x)|≤max{f′(0),f′(1)}. …(12分)

(ii) 当

a
2
<b<2a时,则(b-
a
2
)(b-2a)
<0,即a2+b2-
5
2
ab
<0.

所以b-

a2+b2-ab
3a
=
4ab-a2-b2
3a
5
2
ab-a2-b2
3a
>0,即f′(0)>
a2+b2-ab
3a

所以|f′(x)|≤max{f′(0),f′(1)}.

综上所述:当0≤x≤1时,|f′(x)|≤max{f′(0),f′(1)}.…(16分)

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