解题思路:(1)先求出其导函数f'(x)=ax2+bx-(2b2+1)a,利用条件把x1=-2,x2=1转化为方程ax2+bx-(2b2+1)a=0的两根,再利用根与系数的关系即可求a,b的值;
(2)先利用其导函数f'(x)=ax2+bx-(2b2+1)a以及a>0得f(x)在(x1,x2)上单调递减,故有x1≤x≤x2时,f(x)≥f(x2)=f(a);不等式6f(x)+11a2≥0恒成立⇔6f(a)+11a2≥0①,再利用f'(a)=a3+ba-(2b2+1)a=0即a2=2b2-b+1②,①②相结合即可求实数b的取值范围;
(3)先利用x1,x2是方程ax2+bx-(2b2+1)a=0的两根以及x12+x22=6+4b2得b2=4a2,进而得b=2a,代入得
a
n
=
4a
f′(n)+2a(
b
2
+1)
=
4a
a
n
2
+2an−(8
a
3
+a)+8
a
3
+2a
=
4
n
2
+2n+1
=
4
(n+1)
2
<
4
n(n+1)
=4(
1
n
−
1
n+1
)
即可证明结论.
(1)∵函数f(x)=
a
3x3+
b
2x2−(2b2+1)ax,(a>0)
∴f'(x)=ax2+bx-(2b2+1)a(2分)
依题意x1=-2,x2=1是方程ax2+bx-(2b2+1)a=0的两根
则−
b
a=−1,−
(2b2+1)a
a=−2
解之可得:a=b=
2
2(4分)
(2)由(1)f'(x)=ax2+bx-(2b2+1)a>0得x>x1或x<x2
∴f(x)在(x1,x2)上单调递减
∴x1≤x≤x2时,f(x)≥f(x2)=f(a)(5分)
由题f'(a)=a3+ba-(2b2+1)a=0即a2=2b2-b+1(6分)
若x1≤x≤x2,且x2=a,不等式6f(x)+11a2≥0恒成立⇔6f(a)+11a2≥0(7分)
⇔2a4+3ba2-6(2b2+1)a2+11a2≥0⇔2a2+3b-12b2+5≥0⇔2(2b2-b+1)+3b-12b2+5≥0⇔8b2-b-7≤0⇔−
7
8≤b≤1
故实数b的取值范围为[−
7
8,1](9分)
(3)依题意x1,x2是方程ax2+bx-(2b2+1)a=0的两根,则x1+x2=−
b
a,x1x2=−
(2b2+1)a
a
而x12+x22=(x1+x2)2-2x1x2
∴(−
b
a)2+2
(2b2+1)a
a=6+4b2∴b2=4a2(10分)
又a>0,b>0,
∴b=2a而f'(n)=an2+bn-(2b2+1)a=an2+2an-(8a3+a)
∴an=
4a
f′(n)+2a(b2+1)=
4a
an2+2an−(8a3+a)+8a3+2a=
4
n2+2n+1(11分)
Tn=
4
22+
4
32+
4
42++
4
(n−1)2+
4
n2+
4
(n+1)2
<4[
1
1×2+
1
2×3+
1
3×4++
1
(n−2)(n−1)+
1
(n−1)n+
1
n(n+1)]
=4[(1−
1
2)+(
1
2−
1
3)+(
1
3−
1
4)++(
1
n−2−
1
n−1)+(
1
n−1−
1
n)+(
1
n−
1
n+1)]
=4(1−
1
n+1)<4(14分)
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;导数在最大值、最小值问题中的应用;数列的求和.
考点点评: 本题主要考查利用导数研究函数的极值以及导数在最大值、最小值问题中的应用和数列的求和问题,是对知识的综合考查,属于难题.