2018届二轮复习高考中的导数应用问题学案(全国通用)

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文档介绍

2018届二轮复习高考中的导数应用问题学案(全国通用)

高考专题突破一 高考中的导数应用问题 ‎【考点自测】‎ ‎1.若函数f(x)=2sin x(x∈[0,π])的图象在点P处的切线平行于函数g(x)=2的图象在点Q处的切线,则直线PQ的斜率为________.‎ 答案  解析 由题意得,f′(x)=2cos x∈[-2,2],g′(x)=+≥2(当且仅当x=1时取等号).‎ 当两函数的切线平行时,有xP=0,xQ=1,‎ 即P(0,0),Q,‎ 所以直线PQ的斜率为.‎ ‎2.(2018届盐城中 月考)若函数f(x)=(a>0)在[1,+∞)上的最大值为,则实数a的值为________.‎ 答案 -1‎ 解析 f′(x)=,‎ 当x>时,f′(x)<0,f(x)单调递减;‎ 当-0,f(x)单调递增.‎ 若≥1,即a≥1,‎ 则当x∈[1,+∞)时,f(x)max=f()==,‎ 解得=<1,不合题意,‎ ‎∴<1,∴当x∈[1,+∞)时,f(x)max=f(1)==,解得a=-1.‎ ‎3.函数f(x)=ax3+bx2+cx-34(a,b,c∈R)的导函数为f′(x),若不等式f′(x)≤0的解集为{x|-2≤x≤3},f(x)的极小值等于-115,则a的值是________.‎ 答案 2‎ 解析 由已知可得f′(x)=3ax2+2bx+c,‎ 由3ax2+2bx+c≤0的解集为{x|-2≤x≤3}可知a>0,‎ 且-2,3是方程3ax2+2bx+c=0的两根,‎ 则由根与系数的关系知=-1,=-6,‎ ‎∴b=-,c=-18a,‎ 此时f(x)=ax3-x2-18ax-34,‎ 当x∈(-∞,-2)时,f′(x)>0,f(x)为增函数;‎ 当x∈(-2,3)时,f′(x)<0,f(x)为减函数;‎ 当x∈(3,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数,‎ ‎∴f(3)为f(x)的极小值,且f(3)=27a--54a-34=-115,解得a=2.‎ ‎4.(2018届新海中 调研)设函数f(x)=ln x+(m∈R),若对任意的b>a>0,<1恒成立,则实数m的取值范围是________.‎ 答案  解析 对任意的b>a>0,<1恒成立,等价于f(b)-b0)恒成立,‎ 得m≥.‎ 所以实数m的取值范围是.‎ ‎5.(2017·江苏)已知函数f(x)=x3-2x+ex-,其中e是自然对数的底数,若f(a-1)+f(2a2)≤0,则实数a的取值范围是________.‎ 答案  解析 因为f(-x)=(-x)3-2(-x)+e-x- ‎=-x3+2x-ex+=-f(x),‎ 所以f(x)=x3-2x+ex-是奇函数.‎ 因为f(a-1)+f(2a2)≤0,‎ 所以f(2a2)≤-f(a-1),即f(2a2)≤f(1-a).‎ 因为f′(x)=3x2-2+ex+e-x≥3x2-2+2 ‎=3x2≥0,当且仅当x=0时“=”成立,‎ 所以f(x)在R上单调递增,‎ 所以2a2≤1-a,即2a2+a-1≤0,‎ 所以-1≤a≤.‎ 题型一 利用导数研究函数性质 例1 设f(x)=xln x-ax2+(2a-1)x,a∈R.‎ ‎(1)令g(x)=f′(x),求g(x)的单调区间;‎ ‎(2)已知f(x)在x=1处取得极大值,求实数a的取值范围.‎ 解 (1)由f′(x)=ln x-2ax+2a,‎ 可得g(x)=ln x-2ax+2a,x∈(0,+∞),‎ 所以g′(x)=-2a=.‎ 当a≤0,x∈(0,+∞)时,g′(x)>0,函数g(x)单调递增;‎ 当a>0,x∈时,g′(x)>0,函数g(x)单调递增,x∈时,g′(x)<0,函数g(x)单调递减.‎ 所以当a≤0时,函数g(x)的单调递增区间为(0,+∞);‎ 当a>0时,函数g(x)的单调递增区间为,单调递减区间为.‎ ‎(2)由(1)知,f′(1)=0.‎ ‎①当a≤0时,f′(x)单调递增,‎ 所以当x∈(0,1)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,‎ 当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,‎ 所以f(x)在x=1处取得极小值,不符合题意;‎ ‎②当0<a<,即>1时,由(1)知f′(x)在上单调递增.‎ 可得当x∈(0,1)时,f′(x)<0,‎ 当x∈时,f′(x)>0.‎ 所以f(x)在(0,1)上单调递减,在上单调递增.‎ 所以f(x)在x=1处取得极小值,不符合题意;‎ ‎③当a=,即=1时,f′(x)在(0,1)上单调递增,‎ 在(1,+∞)上单调递减,‎ 所以当x∈(0,+∞)时,f′(x)≤0,f(x)单调递减,不符合题意;‎ ‎④当a>,即0<<1时,‎ 当x∈时,f′(x)>0,f(x)单调递增,‎ 当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减.‎ 所以f(x)在x=1处取得极大值,符合题意 .‎ 综上可知,实数a的取值范围为.‎ 思维升华 利用导数主要研究函数的单调性、极值、最值.已知f(x)的单调性,可转化为不等式f′(x)≥0或f′(x)≤0在单调区间上恒成立问题;含参函数的最值问题是高考的热点题型,解此类题的关键是极值点与给定区间位置关系的讨论,此时要注意结合导函数图象的性质进行分析.‎ 跟踪训练1 已知a∈R,函数f(x)=(-x2+ax)ex (x∈R,e为自然对数的底数).‎ ‎(1)当a=2时,求函数f(x)的单调递增区间;‎ ‎(2)若函数f(x)在(-1,1)上单调递增,求a的取值范围.‎ 解 (1)当a=2时,f(x)=(-x2+2x)ex,‎ 所以f′(x)=(-2x+2)ex+(-x2+2x)ex ‎=(-x2+2)ex.‎ 令f′(x)>0,即(-x2+2)ex>0,因为ex>0,‎ 所以-x2+2>0,解得-0,所以-x2+(a-2)x+a≥0对x∈(-1,1)都成立,‎ 即a≥= ‎=(x+1)-对x∈(-1,1)都成立.‎ 令y=(x+1)-,则y′=1+>0.‎ 所以y=(x+1)-在(-1,1)上单调递增,‎ 所以y<(1+1)-=,即a≥.‎ 因此a的取值范围为.‎ 题型二 利用导数研究函数零点问题 例2 (2016·江苏)已知函数f(x)=ax+bx(a>0,b>0,a≠1,b≠1).‎ ‎(1)设a=2,b=.‎ ‎①求方程f(x)=2的根;‎ ‎②若对任意x∈R,不等式f(2x)≥mf(x)-6恒成立,求实数m的最大值;‎ ‎(2)若01,函数g(x)=f(x)-2有且只有1个零点,求ab的值.‎ 解 (1)①由已知可得2x+x=2,‎ 即2x+=2.‎ ‎∴(2x)2-2·2x+1=0,‎ 解得2x=1,∴x=0.‎ ‎②f(x)=2x+x=2x+2-x,‎ 令t=2x+2-x,则t≥2.‎ 又f(2x)=22x+2-2x=t2-2,‎ 故f(2x)≥mf(x)-6可化为t2-2≥mt-6,‎ 即m≤t+,又t≥2,t+≥2=4‎ ‎(当且仅当t=2时等号成立),‎ ‎∴m≤min=4.‎ 即m的最大值为4.‎ ‎(2)∵01,∴ln a<0,ln b>0.‎ g(x)=f(x)-2=ax+bx-2.‎ g′(x)=axln a+bxln b且g′(x)为单调递增,值域为R的函数.‎ ‎∴g′(x)一定存在唯一的变号零点.‎ ‎∴g(x)为先减后增且有唯一极值点.‎ 由题意g(x)有且仅有1个零点,‎ 则g(x)的极值一定为0,‎ 而g(0)=a0+b0-2=0,故极值点为0.‎ ‎∴g′(0)=0,即ln a+ln b=0.∴ab=1.‎ 思维升华 函数零点问题一般利用导数研究函数的单调性、极值等性质,并借助函数图象,根据零点或图象的交点情况,建立含参数的方程(或不等式)组求解,实现形与数的和谐统一.‎ 跟踪训练2 (2015·江苏)已知函数f(x)=x3+ax2+b(a,b∈R).‎ ‎(1)试讨论f(x)的单调性;‎ ‎(2)若b=c-a(实数c是与a无关的常数),当函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(-∞,-3)∪∪,求c的值.‎ 解 (1)f′(x)=3x2+2ax,‎ 令f′(x)=0,解得x1=0,x2=-.‎ 当a=0时,因为f′(x)=3x2≥0,‎ 所以函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;‎ 当a>0时,x∈∪(0,+∞)时,f′(x)>0,x∈时,f′(x)<0,所以函数f(x)在,(0,+∞)上单调递增,在上单调递减;‎ 当a<0时,x∈(-∞,0)∪时,f′(x)>0,x∈时,f′(x)<0,所以函数f(x)在(-∞,0),上单调递增,在上单调递减.‎ ‎(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,‎ f=a3+b,则函数f(x)有三个零点等价于f(0)·f=b<0,‎ 从而或 又b=c-a,所以当a> 0时,a3-a+c>0或当a<0时,a3-a+c<0.‎ 设g(a)=a3-a+c,因为函数f(x)有三个零点时,a的取值范围恰好是(-∞,-3)∪∪,‎ 则在(-∞,-3)上g(a)<0,且在∪上g(a)>0均恒成立.‎ 从而g(-3)=c-1≤0,且g=c-1≥0,因此c=1.‎ 此时,f(x)=x3+ax2+1-a=(x+1)[x2+(a-1)x+1-a],‎ 因为函数有三个零点,则x2+(a-1)x+1-a=0有两个异于-1的不等实根,所以Δ=(a-1)2-4(1-a)=a2+2a-3>0,‎ 且(-1)2-(a-1)+1-a≠0,‎ 解得a∈(-∞,-3)∪∪.综上c=1.‎ 题型三 利用导数研究不等式问题 例3 设函数f(x)=ax2ln x+b(x-1),曲线y=f(x)过点(e,e2-e+1),且在点(1,0)处的切线方程为y=0.‎ ‎(1)求a,b的值;‎ ‎(2)证明:当x≥1时,f(x)≥(x-1)2;‎ ‎(3)若当x≥1时,f(x)≥m(x-1)2恒成立,求实数m的取值范围.‎ ‎(1)解 由题意可知,f(x)=ax2ln x+b(x-1)的定义域为(0,+∞),f′(x)=2axln x+ax+b(x>0),‎ ‎∵f′(1)=a+b=0,‎ f(e)=ae2+b(e-1)=a(e2-e+1)=e2-e+1,‎ ‎∴a=1,b=-1.‎ ‎(2)证明 f(x)=x2ln x-x+1,‎ f(x)-(x-1)2=x2ln x+x-x2,‎ 设g(x)=x2ln x+x-x2(x≥1),‎ 则g′(x)=2xln x-x+1.‎ 设p(x)=2xln x-x+1,则p′(x)=2ln x+1>0,‎ 由此可得g′(x)在[1,+∞)上单调递增,∴g′(x)≥g′(1)=0,‎ ‎∴g(x)在[1,+∞)上单调递增,∴g(x)≥g(1)=0.‎ ‎∴f(x)≥(x-1)2.‎ ‎(3)解 设h(x)=x2ln x-x-m(x-1)2+1(x≥1),‎ 则h′(x)=2xln x+x-2m(x-1)-1,‎ 由(2)知x2ln x≥(x-1)2+x-1=x(x-1),‎ ‎∴xln x≥x-1,‎ ‎∴h′(x)≥3(x-1)-2m(x-1)=(3-2m)(x-1).‎ ‎①当3-2m≥0,即m≤时,h′(x)≥0,‎ ‎∴h(x)在[1,+∞)上单调递增,∴h(x)≥h(1)=0成立.‎ ‎②当3-2m<0,即m>时,‎ h′(x)=2xln x+(1-2m)(x-1),‎ 令q(x)=2xln x+(1-2m)(x-1),‎ 则q′(x)=2ln x+3-2m,令q′(x)=0,得x= >1,‎ 当x∈[1,)时,h′(x)单调递减,则h′(x)≤h′(1)=0,‎ ‎∴h(x)在[1,)上单调递减,‎ ‎∴h(x)≤h(1)=0,即h(x)≥0不成立.综上,m≤.‎ 思维升华 求解不等式恒成立或有解时参数的取值范围问题,一般常用分离参数的方法,但是如果分离参数后对应的函数不便于求解其最值,或者求解其函数最值较烦琐时,可采用直接构造函数的方法求解.‎ 跟踪训练3 已知函数f(x)=x3-2x2+x+a,g(x)=-2x+,若对任意的x1∈[-1,2],存在x2∈[2,4],使得f(x1)=g(x2),则实数a的取值范围是____________.‎ 答案  解析 问题等价于f(x)的值域是g(x)的值域的子集,‎ 显然,g(x)单调递减,∴g(x)max=g(2)=,‎ g(x)min=g(4)=-;‎ 对于f(x),f′(x)=3x2-4x+1,‎ 令f′(x)=0,解得x=或x=1,‎ 当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况列表如下:‎ x ‎-1‎ ‎(-1,)‎ ‎1‎ ‎(1,2)‎ ‎2‎ f′(x)‎ ‎+‎ ‎0‎ ‎-‎ ‎0‎ ‎+‎ f(x)‎ a-4‎  +a  a  a+2‎ ‎∴f(x)max=a+2,f(x)min=a-4,‎ ‎∴∴a∈.‎ ‎1.f(x)=,x∈[0,2].‎ ‎(1)求f(x)的值域;‎ ‎(2)设a≠0,函数g(x)=ax3-a2x,x∈[0,2].若对任意x1∈[0,2],总存在x0∈[0,2],使f(x1)-g(x0)=0,求实数a的取值范围.‎ 解 (1)由题意可得f′(x)=·.‎ 令f′(x)=0,得x=1或x=-1(舍去).‎ 当x∈[0,1)时,f′(x)>0,f(x)在[0,1)上单调递增;‎ 当x∈(1,2]时,f′(x)<0,f(x)在(1,2]上单调递减.‎ ‎∵f(0)=0,f(1)=,f(2)=,‎ ‎∴f(x)的值域是.‎ ‎(2)设函数g(x)在[0,2]上的值域是A,‎ ‎∵对任意x1∈[0,2],总存在x0∈[0,2],‎ 使f(x1)-g(x0)=0,∴⊆A.‎ 对g(x)求导,得g′(x)=ax2-a2.‎ ‎①当a<0时,g′(x)<0,‎ ‎∴函数g(x)在[0,2]上单调递减.‎ ‎∵g(0)=0,g(2)=a-2a2<0,‎ ‎∴当a<0时,不满足⊆A.‎ ‎②当a>0时,g′(x)=a(x-)(x+),‎ 令g′(x)=0,得x=或x=-(舍去).‎ ‎(ⅰ)若0<<2,g′(x),g(x)随x的变化情况如下表:‎ x ‎0‎ ‎(0,)‎ ‎(,2)‎ ‎2‎ g′(x)‎ ‎-‎ ‎0‎ ‎+‎ g(x)‎ ‎0‎  极小值-a2  a-2a2‎ 又⊆A,g()<0,‎ ‎∴g(2)=a-2a2≥,解得≤a≤1.‎ ‎(ⅱ)若≥2,即a≥4,则g′(x)≤0在[0,2]上恒成立,‎ ‎∴函数g(x)在[0,2]上单调递减.‎ ‎∵g(0)=0,g(2)=a-2a2<0,‎ ‎∴当a≥4时,不满足⊆A.‎ 综上可知,实数a的取值范围是.‎ ‎2.已知函数f(x)=x3-3x2+ax+2,曲线y=f(x)在点(0,2)处的切线与x轴交点的横坐标为-2.‎ ‎(1)求a的值;‎ ‎(2)证明:当k<1时,曲线y=f(x)与直线y=kx-2只有一个交点.‎ ‎(1)解 f′(x)=3x2-6x+a,f′(0)=a.‎ 曲线y=f(x)在点(0,2)处的切线方程为y=ax+2.‎ 由题设得-=-2,所以a=1.‎ ‎(2)证明 由(1)知,f(x)=x3-3x2+x+2.‎ 设g(x)=f(x)-kx+2=x3-3x2+(1-k)x+4.‎ 由题设知1-k>0.‎ 当x≤0时,g′(x)=3x2-6x+1-k>0,g(x)单调递增,‎ g(-1)=k-1<0,g(0)=4,‎ 所以g(x)=0在(-∞,0]上有唯一实根.‎ 当x>0时,令h(x)=x3-3x2+4,‎ 则g(x)=h(x)+(1-k)x>h(x).‎ h′(x)=3x2-6x=3x(x-2),h(x)在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,‎ 所以g(x)>h(x)≥h(2)=0.‎ 所以g(x)=0在(0,+∞)上没有实根.‎ 综上,g(x)=0在R上有唯一实根,‎ 即曲线y=f(x)与直线y=kx-2只有一个交点.‎ ‎3.已知函数f(x)=-x2+2ex+m-1,g(x)=x+ (x>0).‎ ‎(1)若g(x)=m有零点,求m的取值范围;‎ ‎(2)确定m的取值范围,使得g(x)-f(x)=0有两个相异实根.‎ 解 (1)∵g(x)=x+≥2=2e(x>0),当且仅当x=时取等号,∴当x=e时,g(x)有最小值2e.‎ ‎∴要使g(x)=m有零点,只需m≥2e.‎ 即当m∈[2e,+∞)时,g(x)=m有零点.‎ ‎(2)若g(x)-f(x)=0有两个相异实根,则函数g(x)与f(x)的图象有两个不同的交点.‎ 如图,作出函数g(x)=x+(x>0)的大致图象.‎ ‎∵f(x)=-x2+2ex+m-1‎ ‎=-(x-e)2+m-1+e2,‎ ‎∴其对称轴为x=e,‎ f(x)max=m-1+e2.‎ 若函数f(x)与g(x)的图象有两个交点,则m-1+e2>2e,即当m>-e2+2e+1时,g(x)-f(x)=0有两个相异实根.‎ ‎∴m的取值范围是(-e2+2e+1,+∞).‎ ‎4.已知函数f(x)=+aln x(a≠0,a∈R).‎ ‎(1)若a=1,求函数f(x)的极值和单调区间;‎ ‎(2)若在区间(0,e]上至少存在一点x0,使得f(x0)<0成立,求实数a的取值范围.‎ 解 (1)当a=1时,f′(x)=-+=,‎ 令f′(x)=0,得x=1,又f(x)的定义域为(0,+∞),‎ 由f′(x)<0,得00,得x>1,‎ 所以当x=1时,f(x)有极小值1,无极大值;‎ f(x)的单调递增区间为(1,+∞),单调递减区间为(0,1).‎ ‎(2)f′(x)=-+=,且a≠0,x>0.‎ 令f′(x)=0,得x=,若在区间(0,e]上存在一点x0,使得f(x0)<0成立,即f(x)在区间(0,e]上的最小值小于0.‎ 当<0,即a<0时,f′(x)<0在(0,e]上恒成立,‎ 即f(x)在区间(0,e]上单调递减,‎ 故f(x)在区间(0,e]上的最小值为 f(e)=+aln e=+a,‎ 由+a<0,得a<-,即a∈.‎ 当>0,即a>0时,‎ ‎①若e≤,则f′(x)≤0对x∈(0,e]恒成立,‎ 所以f(x)在区间(0,e]上单调递减,‎ 则f(x)在区间(0,e]上的最小值为 f(e)=+aln e=+a>0,‎ 显然f(x)在区间(0,e]上的最小值小于0不成立;‎ ‎②若0<时,则当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:‎ x f′(x)‎ ‎-‎ ‎0‎ ‎+‎ f(x)‎  极小值  所以f(x)在区间(0,e]上的最小值为f=a+aln ,‎ 由f=a+aln =a(1-ln a)<0,‎ 得1-ln a<0,解得a>e,即a∈(e,+∞).‎ 综上可知,a∈∪(e,+∞).‎ ‎5.(2013·江苏)设函数f(x)=ln x-ax,g(x)=ex-ax,其中a为实数.‎ ‎(1)若f(x)在(1,+∞)上是单调减函数,且g(x)在(1,+∞)上有最小值,求a的取值范围;‎ ‎(2)若g(x)在(-1,+∞)上是单调增函数,试求f(x)的零点个数,并证明你的结论.‎ 解 (1)令f′(x)=-a=<0,考虑到f(x)的定义域为(0,+∞),故a>0,进而解得x>a-1,即f(x)在(a-1,+∞)上是单调减函数.同理,f(x)在(0,a-1)上是单调增函数.由于f(x)在(‎ ‎1,+∞)上是单调减函数,故(1,+∞)⊆(a-1,+∞),从而a-1≤1,即a≥1.令g′(x)=ex-a=0,得x=ln a.当xln a时,g′(x)>0.又g(x)在(1,+∞)上有最小值,所以ln a>1,即a>e.‎ 综上,有a∈(e,+∞).‎ ‎(2)当a≤0时,g(x)必为单调增函数;当a>0时,令g′(x)=ex-a>0,‎ 解得aln a,因为g(x)在(-1,+∞)上是单调增函数,类似(1)有ln a≤-1,即00,得f(x)存在唯一的零点;‎ ‎(ⅱ)当a<0时,由于f(ea)=a-aea=a(1-ea)<0,f(1)=-a>0,且函数f(x)在[ea,1]上的图象连续,所以f(x)在(ea,1)上存在零点.另外,当x>0时,f′(x)=-a>0,故f(x)在(0,+∞)上是单调增函数,所以f(x)只有一个零点.‎ ‎(ⅲ)当00,当x>a-1时,f′(x)<0,‎ 所以,x=a-1是f(x)的最大值点,且最大值为f(a-1)=-ln a-1.‎ ‎①当-ln a-1=0,即a=e-1时,f(x)有一个零点x=e.‎ ‎②当-ln a-1>0,即00,且函数f(x)在[e-1,a-1]上的图象连续,所以f(x)在(e-1,a-1)上存在零点.‎ 另外,当x∈(0,a-1)时,f′(x)=-a>0,故f(x)在(0,a-1)上是单调增函数,所以f(x)在(0,a-1)上只有一个零点.‎ 下面考虑f(x)在(a-1,+∞)上的情况.‎ 先证f()=a(a-2-)<0.‎ 为此,我们要证明:当x>e时,ex>x2.‎ 设h(x)=ex-x2,则h′(x)=ex-2x,‎ 再设l(x)=h′(x)=ex-2x,则l′(x)=ex-2.‎ 当x>1时,l′(x)=ex-2>e-2>0,‎ 所以l(x)=h′(x)在(1,+∞)上是单调增函数.‎ 故当x>2时,h′(x)=ex-2x>h′(2)=e2-4>0,‎ 从而h(x)在(2,+∞)上是单调增函数.‎ 进而当x>e时,h(x)=ex-x2>h(e)=ee-e2>0,‎ 即当x>e时,ex>x2.‎ 当0e时,‎ f()=a-1-a=a(a-2-)<0,‎ 又f(a-1)>0,且函数f(x)在[a-1,]上的图象连续,所以f(x)在(a-1,)上存在零点.‎ 又当x>a-1时,f′(x)=-a<0,故f(x)在(a-1,+∞)上是单调减函数,所以f(x)在(a-1,+∞)上只有一个零点.‎ 综合(ⅰ),(ⅱ),(ⅲ)可知,当a≤0或a=e-1时,f(x)的零点个数为1,当00,b∈R)有极值,且导函数f′(x)的极值点是f(x)的零点.(极值点是指函数取极值时对应的自变量的值)‎ ‎(1)求b关于a的函数关系式,并写出定义域;‎ ‎(2)证明:b2>3a;‎ ‎(3)若f(x),f′(x)这两个函数的所有极值之和不小于-,求a的取值范围.‎ ‎(1)解 由f(x)=x3+ax2+bx+1,‎ 得f′(x)=3x2+2ax+b=32+b-.‎ 当x=-时,f′(x)有极小值b-.‎ 因为f′(x)的极值点是f(x)的零点,‎ 所以f=-+-+1=0,‎ 又a>0,故b=+.‎ 因为f(x)有极值,故f′(x)=0有实根,‎ 从而b-=(27-a3)≤0,即a≥3.‎ 当a=3时,f′(x)>0(x≠-1),‎ 故f(x)在R上是增函数,f(x)没有极值;‎ 当a>3时,f′(x)=0有两个相异的实根 x1=,x2=.‎ 列表如下:‎ x ‎(-∞,x1)‎ x1‎ ‎(x1,x2)‎ x2‎ ‎(x2,+∞)‎ f′(x)‎ ‎+‎ ‎0‎ ‎-‎ ‎0‎ ‎+‎ f(x)‎  极大值  极小值  故f(x)的极值点是x1,x2.‎ 从而a>3.‎ 因此b=+,定义域为(3,+∞).‎ ‎(2)证明 由(1)知,=+ .‎ 设g(t)=+,‎ 则g′(t)=-=.‎ 当t∈时,g′(t)>0,‎ 从而g(t)在上单调递增.‎ 因为a>3,所以a>3,‎ 故g(a)>g(3)=,‎ 即>.因此b2>3a.‎ ‎(3)解 由(1)知,f(x)的极值点是x1,x2,‎ 且x1+x2=-a,x+x=.‎ 从而f(x1)+f(x2)=x+ax+bx1+1+x+ax+bx2+1‎ ‎=(3x+2ax1+b)+(3x+2ax2+b)+a(x+x)+b(x1+x2)+2‎ ‎=-+2=0.‎ 记f(x),f′(x)所有极值之和为h(a),‎ 因为f′(x)的极值为b-=-+,‎ 所以h(a)=-+,a>3.‎ 因为h′(a)=-a-<0,‎ 于是h(a)在(3,+∞)上单调递减.‎ 因为h(6)=-,于是h(a)≥h(6),故a≤6.‎ 因此a的取值范围为(3,6].‎
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