设x1,x2(x1<x2)是函数f(x)=a3x3+b2x2−(2b2+1)ax,(a>0)的两个极值点.

1个回答

  • 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+x22-2x1x2

    ∴(−

    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.