设x1,x2(x1≠x2)使函数f(x)=ax3+bx2-a2x(a>0)的两个极值点 (1)若|x1|+|x2|=2
(2)若x1<x<x2,且x2=a,函数g(x)=f(x)'-a(x-x1),求证:|g(x)|≤
|
(1)∵函数f(x)=ax3+bx2-a2x(a>0)
∴函数f(x)的导数为f′(x)=3ax2+2bx-a2,
∵x1,x2(x1≠x2)是函数的两个极值点
∴x1,x2是方程f′(x)=0的两个不相等的实数根,得x1+x2=- 2b 3a x1•x2 =- a 3
∵两根x1,x2之积为-
<0a 3
∴两根x1,x2之中一正一负,可得|x1|+|x2|=|x1-x2|=2 2
平方,得(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1•x2=8
即:(-
) 2+2b 3a
=84a 3
整理,得4b2=72a2-12a3,其中a>0
∴b2=18a2-3a3
记F(a)=18a2-3a3,得F′(a)=36a-9a2=9a(4-a)
令F′(a)>0,得0<a<4,F′(a)<0,得a>4,
∴F(a)在区间(0,4)上为增函数,在区间(4,+∞)上为减函数
可得F(a)在(0,+∞)上的最大值为F(4)=96
∴b的最大值为
=496 6
(2)由(1)的根与系数的关系,结合x2=a,得
⇒x1+a=- 2b 3a x1•a =- a 3 x1= - 1 3 2b=-3a2+a
∴f'(x)=3ax2+2bx-a2=3ax2+(-3a2+a)x-a2
∴g(x)=f'(x)-a(x-x1)=3ax2+(-3a2+a)x-a2-a(x+
)1 3
=3ax2-3a2x-a2-
a=(x+1 3
)(3ax-3a2-a)1 3
g(x)的图象是开口向上的抛物线,关于直线x=
对称a 2
它的两个零点为-
和1 3
,且-3a2+a 3a
<1 3 3a2+a 3a
∵x1<x<x2即x∈(-
,a),a<1 3
=a+3a2+a 3a 1 3
∴g(x)<0且g(x)的最小值为g(
)=-(a 2
a3+a2+3 4
)a 3
∴不等式|g(x)|≤
a3+a2+3 4
恒成立.a 3