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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f(x)的解析式;

(2)若|x1|+|x2|=,求b的最大值;

(3)若x1<x<x2,且x2=a,函数g(x)=f′(x)-a(x-x1),求证:|g(x)|≤a(3a+2)2.

答案

答案:

f′(x)=3ax2+2bx-a2(a>0).

(1)解:

∵x1=-1,x2=2是函数f(x)的两个极值点,∴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)解:

∵x1,x2是f(x)的两个极值点,

∴f′(x1)=f′(x2)=0.

∴x1,x2是方程3ax2+2bx-a2=0的两根.

∵Δ=4b2+12a3

∴Δ>0对一切a>0,b∈R

恒成立,

x1+x2=,x1·x2=.

∵a>0,∴x1·x2<0.

∴|x1|+|x2|=|x1-x2|=.                           

由|x1|+|x2|=,得

∴b2=3a2(6-a).

∵b2≥0,∴3a2(6-a)≥0,∴0<a≤6.

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.                                                         

(3)证法一:∵x1,x2是方程f′(x)=0的两根,

∴f′(x)=3a(x-x1)(x-x2),                                                        

∴|g(x)|=3a|x-x1|·|x-x2|≤3a()2.

∵x1<x<x2,∴x-x1>0,x-x2<0,

∴|g(x)|≤[(x-x1)-(x-x2)]2=(x2-x1+)2.

∵x1·x2=,x2=a,∴x1=.

∴|g(x)|≤·(a+)2

=a(3a+2)2.                                                              

证法二:∵x1,x2是方程f′(x)=0的两根,

∴f′(x)=3a(x-x1)(x-x2),10分

∵x1·x2=,x2=a,∴x1=.

∴|g(x)|=|3a(x+)(x-a)-a(x+)|=|a(x+)[3(x-a)-1]|.∵x1<x<x2

∴|g(x)|=a(x+)(-3x+3a+1).

=-3a(x+)(x)

=-3a(x)2++a2+a≤+a2+.

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