设x1,x2是函数f(x)=
(1)用a表示b2,并求出a的取值范围. (2)证明:|b|≤
(3)若函数h(x)=f′(x)-2a(x-x1),证明:当x1<x<2且x1<0时,|h(x)|≤4a. |
(1)∵f (x )=
x3+a 3
x2-a2 x,b 2
∴f′(x )=a x2+bx-a2 …(1分)
∵x1,x2是f (x )的两个极值点,
∴x1,x2是方程a x2+bx-a2=0的两个实根(2分)
∵a>0,∴x1x2=-a<0,x1+x2=-
,b a
由条件|x1|+|x2|=2平方,可得x12+x22+2|x1x2|=4,
即(x1+x2)2-2x1x2+2|x1x2|=4,
∴
-2(-a)+2a=4,b2 a2
∴b2=4a2-4a3 …(4分)
∵b2≥0,∴4a2-4a3≥0,
∴0<a≤1…(5分)
(2)∵b2=4a2-4a3 (0<a≤1),令g(a)=4a2-4a3,∴g'(a )=8 a-12a2…(6分)
由g'(a)>0,得0<a<
,由g'(a)<0,得2 3
<a≤1.2 3
∴g(a)在(0,
)上递增,在(2 3
,1)上递减.…(8分)2 3
∴g(a)在(0,1)上的最大值是g(
)=2 3
.16 27
∴g(a)≤
.16 27
∴b2≤
.16 27
∴|b|≤
…(10分)4 3 9
(3)∵x1,x2是方程a x2+bx-a2=0的两个实根,
∴f′(x)=a(x-x1)(x-x2).
∴h(x)=a(x-x1)(x-x2)-2a(x-x1)=a(x-x1)(x-x2-2)…(11分)
∴|h(x)|=a|x-x1||x-x2-2|≤a(
)2…(12分)|x-x1 |+|x-x2-2 | 2
∵x>x1,∴x-x1>0.
又∵x1<0,∴x1 x2<0,∴x2>0.∴x2+2>2.
又∵x<2,∴x-x2-2<0 …(13分)
∴|h(x )|≤a(
)2=a(x-x1+x2+2-x 2
)2.x2-x1+2 2
又∵|x1|+|x2|=2,且x1<0,x2>0,∴x2-x1=2.
将其代入上式得|h(x )|≤4a.…(14分)