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
(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) |
(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,
由
,-1+2=- 2b 3a -1×2=
=--a2 3a a 3
得
,(3分)a=6 b=-9
(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,
而x1+x2=-
,x1•x2=-2b 3a
,a>0,a 3
∴x1•x2<0,
∴|x1|+|x2|=|x1-x2|
=(x1+x2)2-4x1x2
=(-
)2-4(-2b 3a
)a 3
=
,(6分)
+4b2 9a2
a4 3
由|x1| +|x2| =2
,2
得
=2
+4b2 9a2
a4 3
,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
.…(10分)6
(3)∵x1、x2是方程f'(x)=0的两根,
f'(x)=3ax2+2bx-a2(a>0)
∵x1•x2=-
,x2=a,a 3
∴x1=-
,(11分)1 3
∴f′(x)=3a(x-x1)(x-x2)=3a(x+
)(x-a)1 3
∴g(x)=f'(x)-a(x-x1)
=3a(x+
)(x-a)-a(x+1 3
)=3a(x+1 3
)(x-a-1 3
),(12分)1 3
对称轴为x=
,a 2
∵a>0,
∴
∈(-a 2
,a)=(x1,x2),1 3
∴[g(x)]min=g(
)=3a(a 2
+a 2
)(1 3
-a-a 2
)=-3a(1 3
+a 2
)2=-1 3
.(15分)a(3a+2)2 12