题目内容

已知函数f(x)=
1
3
ax3-bx2+(2-b)x+1(a,b是实数,a≠0)在x=x1处取得极大值,在x=x2处取得极小值,且0<x1<1<x2<2.
(1)求证:0<a<2b<3a:
(2)若函数g(x)=f′(x)-2+a-2b.设g(x)的零点为α,β,求|α-β|的取值范围.
考点:利用导数研究函数的极值
专题:计算题,证明题,导数的综合应用
分析:(1)由极值和导数的关系,以及单调性和导数的关系得到a>0,再由二次函数的性质可得f′(0)>0,f′(1)<0,f′(2)>0,即可得证;
(2)求出g(x)的表达式,运用韦达定理,求出|α-β|的表达式,配方再由(1)的结论,即可得到.
解答: (1)证明:由题意f'(x)=ax2-2bx+(2-b),
f'(x)=0的根为x1,x2,且0<x1<1<x2<2,
且f(x)在区间(-∞,x1),(x2,+∞)上单调递增,即f'(x)>0,
f(x)在(x1,x2)上单调递减,即f'(x)<0,
所以a>0,
所以
f′(0)=2-b>0
f′(1)=a-3b+2<0
f′(2)=4a-5b+2>0
?
1
2
b
a
3
2

又a>0,所以0<a<2b<3a;
(2)解:函数g(x)=f'(x)-2+a-2b.设g(x)的零点为α,β,
即有g(x)=ax2-2bx+a-3b,α+β=
2b
a
αβ=
a-3b
a

|α-β|=
2
b2+3ab-a2
|a|
=2
(
b
a
)
2
+3×
b
a
-1

由(1)知
1
2
b
a
3
2

|α-β|∈(
3,
23
)
点评:本题考查导数的综合应用:求单调区间和求极值,考查函数和方程的转换思想方法,注意运用二次函数的性质解决,属于中档题.
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