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.