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已知定义在R上的函数f(x)ax3+bx2+cx+d(a、b、c、d∈R).

(1)若f(x)在(-∞,-1)和(3,+∞)上都是增函数,在(-1,3)上是减函数,且f(0)=-7,f′(0)=-18,求函数f(x)的表达式;

(2)若a、b、c满足b2-3ac<0,求证:f(x)在(-∞,+∞)上是单调函数;

(3)设a>0,x1、x2是函数g(x)=f(x)-

ax3-x2-a(a2+c)x的两个极值点,且|x1|+|x2|=2,证明:0<a≤1.

 

答案

解:(1)由f(0)=-7,f′(0)=-18,得d=-7,c=-18.

∵f(x)在(-1,3)上是减函数,在(3,+∞)上是增函数,

∴-1和3是f′(x)=3ax2+2bx-18=0的两根,

解得

∴f(x)=2x3-6x2-18x-7

(2)对于f′(x)=3ax2+2bx+c,由b2-3ac<0,

得△=4b2-12ac=4(b2-3ac)<0.

∴当a>0时,f′(x)>0恒成立,则f(x)是增函数;

当a<0时,f′(x)<0恒成立,则f(x)是减函数.

故对于任意实数x,f(x)总是单调函数.

(3)∵x1,x2是方程g′(x)=ax2+bx-a2=0的两个根.

∴x1+x2=

,x1x2=-a<0

∴|x1|+|x2|=|x1-x2|=

=2

∴b2=4a2-4a3≥0  ∴0<a≤l


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