设函数f(x)=x(x-a)(x-b)(a,b∈R).(Ⅰ)若b=2,证明函数f(x)有两个不同的极值点x1,x2,并且;(Ⅱ)若a=b(a≠0),且当x∈[0,|a

发布时间:2020-07-31 13:58:02

设函数f(x)=x(x-a)(x-b)(a,b∈R).
(Ⅰ)若b=2,证明函数f(x)有两个不同的极值点x1,x2,并且;
(Ⅱ)若a=b(a≠0),且当x∈[0,|a|+1]时,f(x)<2a2恒成立,求a的取值范围.

网友回答

解:(Ⅰ)当b=2时,f(x)=x(x-a)(x-2)=x3-(a+2)x2+2ax.f′(x)=3x2-2(a+2)x+2a.…(1分)
∵△=4(a+2)2-24a=4(a2-2a+4)=4(a-1)2+12>0,
∴方程f'(x)=0有两个不等的实数根x1,x2.…(3分)
不妨设x1<x2,则??f′(x)=3(x-x1)(x-x2).
当x<x1时,f′(x)>0;当x1<x<x2时,f'(x)<0;当x>x2时,f'(x)>0.
∴x1是f(x)的极大值点,x2是f(x)的极小值点.…(4分)
并且,.
因此,函数f(x)有两个不同的极值点x1,x2,并且(当且仅当时取等号)…(7分)
(Ⅱ)当a=b(a≠0)时,f(x)=x(x-a)2=x3-2ax2+ax.…(8分)
1若a>02,则f(x)3在4上增函数,在5上为减函数,在[a,a+1]6上为增函数.f(x)在[0,a+1]上的最大值为与f(a+1)中的较大者.
而,f(a+1)=a+1.
由f(x)<2a2在[0,a+1]上恒成立,得…(9分)
即.…(11分)
②若a<0,则f(x)在[0,1-a]上为增函数.f(x)在[0,1-a]上的最大值为f(1-a)=(1-a)(1-2a)2.
∵a<0,∴1-a>1,(1-2a)2>(-2a)2=4a2>2a2.
∴f(1-a)>2a2.
因此,a<0不可能.…(13分)
综上所述,a的取值范围是.…(14分)
解析分析:(Ⅰ)利用求导法则求出f(x)的导函数,令f'(x)=0考虑到判别式大于零得到两个极值点,设x1<x2,讨论函数的增减性得到x1是极大值点,x2是极小值点,从而利于韦达定理可证;(Ⅱ) 利用导数法,求函数f(x)在[0,|a|+1]的最大值,从而可得不等式,进而可求a的取值范围.

点评:本题以函数为载体,考查学生求导数及利用导数研究函数极值的能力,灵活运用一元二次方程根与系数的关系解决数学问题的能力. 考查恒成立问题的处理策略,有一定的综合性.
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