问题 解答题
设x1、x2(x1≠x2)是函数f(x)=ax3+bx2-a2x(a>0)的两个极值点.
(1)若x1=-1,x2=2,求函数f(x)的解析式;
(2)若|x1|+|x2|=2
2
,求实数b的最大值;
(3)函数g(x)=f'(x)-a(x-x1)若x1<x<x2,且x2=a,求函数g(x)在(x1,x2)内的最小值.(用a表示)
答案

(1)f'(x)=3ax2+2bx-a2(a>0).(1分)

∵x1=-1,x2=2是函数f(x)的两个极值点,

-1+2=-
2b
3a
-1×2=
-a2
3a
=-
a
3

a=6
b=-9
,(3分)

(或由f'(-1)=0,f'(2)=0.

∴3a-2b-a2=0,12a+4b-a2=0,

解得a=6,b=-9.)

∴f(x)=6x3-9x2-36x,(4分)

(2)∵x1、x2(x1≠x2)是函数f(x)=ax3+bx2-a2x(a>0)的两个极值点,

∴f'(x1)=f'(x2)=0,

∴x1,x2是方程3ax2+2bx-a2=0的两根,

∵△=4b2+12a3

∴△>0对一切a>0,b∈R恒成立,

x1+x2=-

2b
3a
x1x2=-
a
3
,a>0,

∴x1•x2<0,

∴|x1|+|x2|=|x1-x2|

=

(x1+x2)2-4x1x2

=

(-
2b
3a
)2-4(-
a
3
)

=

4b2
9a2
+
4
3
a
,(6分)

|x1| +|x2| =2

2

4b2
9a2
+
4
3
a
=2
2

∴b2=3a2(6-a).(7分)

∵b2≥0,

∴3a2(6-a)≥0,0<a≤6.(8分)

令h(a)=3a2(6-a),

则h'(a)=-9a2+36a.

0<a<4时,h'(a)>0

∴h(a)在(0,4)内是增函数;

4<a<6时,h'(a)<0,

∴h (a)在(4,6)内是减函数.

∴a=4时,h(a)有极大值为96,

∴h(a)在(0,6]上的最大值是96,

∴b的最大值是4

6
.…(10分)

(3)∵x1、x2是方程f'(x)=0的两根,

f'(x)=3ax2+2bx-a2(a>0)

x1x2=-

a
3
x2=a,

x1=-

1
3
,(11分)

f′(x)=3a(x-x1)(x-x2)=3a(x+

1
3
)(x-a)

∴g(x)=f'(x)-a(x-x1

=3a(x+

1
3
)(x-a)-a(x+
1
3
)=3a(x+
1
3
)(x-a-
1
3
),(12分)

对称轴为x=

a
2

∵a>0,

a
2
∈(-
1
3
,a)=(x1x2),

[g(x)]min=g(

a
2
)=3a(
a
2
+
1
3
)(
a
2
-a-
1
3
)=-3a(
a
2
+
1
3
)2=-
a(3a+2)2
12
.(15分)

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