问题 解答题
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
,求b的最大值;  
(2)若x1<x<x2,且x2=a,函数g(x)=f(x)'-a(x-x1),求证:|g(x)|≤
3
4
a3+a2+
a
3
答案

(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
x1x2 =-
a
3

∵两根x1,x2之积为-

a
3
<0

∴两根x1,x2之中一正一负,可得|x1|+|x2|=|x1-x2|=2 

2

平方,得(x1-x22=(x1+x22-4x1•x2=8

即:(-

2b
3a
 2+
4a
3
=8

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

96
=4
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-

1
3
a=(x+
1
3
)(3ax-3a2-a)

g(x)的图象是开口向上的抛物线,关于直线x=

a
2
对称

它的两个零点为-

1
3
3a2+a
3a
,且-
1
3
3a2+a
3a

∵x1<x<x2即x∈(-

1
3
,a),a
3a2+a
3a
=a+
1
3

∴g(x)<0且g(x)的最小值为g(

a
2
)=-(
3
4
a3+a2+
a
3
)

∴不等式|g(x)|≤

3
4
a3+a2+
a
3
恒成立.

单项选择题
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