设x1、x2是函数f(x)=a3x3+b−12x2+x (a>0)的两个极值点.

1个回答

  • 解题思路:(1)利用导数与函数极值的关系列出关于a,b的不等式组是解决本题的关键,利用整体思想确定出f′(-2)的取值范围;

    (2)建立b与x1,x2的关系是解决本题的关键.根据所得的函数表达式利用函数的单调性求出b的取值范围;

    (3)写出函数g(x)的表达式是解决本题的关键,根据基本不等式求出函数的最大值h(a).

    由已知:f'(x)=ax2+(b-1)x+1

    故x1,x2是方程f'(x)=0的两根

    (1)由于x1<2<x2<4故

    f′ (2)<0

    f′ (4)>0即

    4a+2b−1<0①

    16a+4b−3>0②由于f'(-2)=4a-2b+3

    ①×(-3)+②得:4a-2b>0

    ∴f'(-2)>3

    (2)由韦达定理

    x1+x2=

    1−b

    a

    x1x2=

    1

    a>0

    故1-b=

    x1+x2

    x1x2=

    1

    x1+

    1

    x2即b=1−

    1

    x1−

    1

    x2

    当0<x1<2时,则x1x2=

    1

    a>0得x2>0

    这时,由|x2-x1|=2得x2=x1+2

    即b=1−(

    1

    x1+

    1

    x1+2)=1−

    2(x1+1)

    (x1+1)2−1=1−

    2

    (x1+1)−

    1

    x1+1为增函数(也可用求导法来证),

    故b<1−(

    1

    2+

    1

    4)=

    1

    4

    当-2<x1<0时,有x1-x2=2,则b=1-(

    1

    x1+

    1

    x1−2)也为增函数

    故这时,b>1−(

    1

    −2+

    1

    −2−2)=

    7

    4

    综上,b的取值范围是(−∞,

    1

    4)∪(

    7

    4,+∞)

    (3)∵a≥2,x2-x1=2故可设f'(x)=a(x-x1)(x-x2

    ∴g(x)=|f'(x)+2(x−x2)|=|a(x−x2)(x−x1+

    2

    a)|

    ∵x∈(x1,x2)∴x-x2<0,x-x1>0,x-x1+[2/a]>0

    ∴g(x)=a(x2−x)(x−x1+

    2

    a)≤a[

    x2−x1+

    2

    a

    2]2=a+

    1

    a+2

    当且仅当x2-x=x-x1+[a/2即x=

    x1+x2

    2−

    1

    a=x1+1−

    1

    a]等号成立.

    ∴h(a)=a+[1/a]+2a∈[2,+∞).

    点评:

    本题考点: 函数在某点取得极值的条件.

    考点点评: 此题是个难题.本题属于函数与不等式的综合问题,利用导数的基本知识确定出相关的关系,列出相关的不等式进行综合转化.本题考查学生的转化与化归思想,考查不等式的基本方法和技巧.考查导数的工具作用.