题目内容

设函数f(x)=x(x-1)(x-a),(a>1)
(1)求导数f′(x)并证明f(x)有两个不同的极值点x1,x2
(2)若不等式f(x1)+f(x2)≤0成立,求a的取值范围.
分析:(1)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;
(2)把x1,x2代入到f(x)中求出函数值代入不等式f(x1)+f(x2)≤0中,在利用根与系数的关系化简得到关于a的不等式,求出解集即可.
解答:解:(1)f'(x)=3x2-2(1+a)x+a.
令f'(x)=0得方程
3x2-2(1+a)x+a=0.
因△=4(a2-a+1)≥4a>0,故方程有两个不同实根x1,x2
不妨设x1<x2,由f'(x)=3(x-x1)(x-x2)可判断f'(x)的符号如下:
当x<x1时,f'(x)>0;
当x1<x<x2时,f'(x)<0;
当x>x2时,f'(x)>0
因此x1是极大值点,x2是极小值点.
(2)因f(x1)+f(x2)≤0,故得不等式x13+x23-(1+a)(x12+x22)+a(x1+x2)≤0.
即(x1+x2)[(x1+x22-3x1x2]-(1+a)[(x1+x22-2x1x2]+a(x1+x2)≤0.
又由(I)知
x1+x2=
2
3
(1+a)
x1x2=
a
3
.

代入前面不等式,两边除以(1+a),并化简得
2a2-5a+2≥0.
解不等式得a≥2或a≤
1
2
(舍去)
因此,当a≥2时,不等式f(x1)+f(x2)≤0成立.
点评: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.
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