(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.
【分析】(1)通过对f(x)=x3+ax2+bx+1求导可知g(x)=f′(x)=3x2+2ax+b,进而再求导可知g′(x)=6x+2a,通过令g′(x)=0进而可知f′(x)的极小值点为x=﹣,从而f(﹣)=0,整理可知b=+(a>0),结合f(x)=x3+ax2+bx+1(a>0,b∈R)有极值可知f′(x)=0有两个不等的实根,进而可知a>3.
(2)通过(1)构造函数h(a)=b2﹣3a=﹣+=(4a3﹣27)(a3﹣27),结合a>3可知h(a)>0,从而可得结论;
(3)通过(1)可知f′(x)的极小值为f′(﹣)=b﹣,利用韦达定理及完全平方关系可知y=f(x)的两个极值之和为﹣+2,进而问题转化为解不等式b﹣+﹣+2=﹣≥﹣,因式分解即得结论.
【解答】(1)解:因为f(x)=x3+ax2+bx+1,
所以g(x)=f′(x)=3x2+2ax+b,g′(x)=6x+2a,
令g′(x)=0,解得x=﹣.
由于当x>﹣时g′(x)>0,g(x)=f′(x)单调递增;当x<﹣时g′(x)<0,g(x)=f′(x)单调递减;
所以f′(x)的极小值点为x=﹣,
由于导函数f′(x)的极值点是原函数f(x)的零点,
所以f(﹣)=0,即﹣+﹣+1=0,
所以b=+(a>0).
因为f(x)=x3+ax2+bx+1(a>0,b∈R)有极值,
所以f′(x)=3x2+2ax+b=0有两个不等的实根,
所以4a2﹣12b>0,即a2﹣+>0,解得a>3,
所以b=+(a>3).
(2)证明:由(1)可知h(a)=b2﹣3a=﹣+=(4a3﹣27)(a3﹣27),
由于a>3,所以h(a)>0,即b2>3a;
(3)解:由(1)可知f′(x)的极小值为f′(﹣)=b﹣,
设x1,x2是y=f(x)的两个极值点,则x1+x2=,x1x2=,
所以f(x1)+f(x2)=++a(+)+b(x1+x2)+2
=(x1+x2)[(x1+x2)2﹣3x1x2]+a[(x1+x2)2﹣2x1x2]+b(x1+x2)+2
=﹣+2,
又因为f(x),f′(x)这两个函数的所有极值之和不小于﹣,
所以b﹣+﹣+2=﹣≥﹣,
因为a>3,所以2a3﹣63a﹣54≤0,
所以2a(a2﹣36)+9(a﹣6)≤0,
所以(a﹣6)(2a2+12a+9)≤0,
由于a>3时2a2+12a+9>0,
所以a﹣6≤0,解得a≤6,
所以a的取值范围是(3,6].
【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性、极值,考查运算求解能力,考查转化思想,注意解题方法的积累,属于难题.
二.非选择题,附加题(21-24选做题)【选修4-1:几何证明选讲】(本小题满分0分)
21.(2017•江苏)如图,AB为半圆O的直径,直线PC切半圆O于点C,AP⊥PC,P为垂足.
求证:(1)∠PAC=∠CAB;
(2)AC2 =AP•AB.
【分析】(1)利用弦切角定理可得:∠ACP=∠ABC.利用圆的性质可得∠ACB=90°.再利用三角形内角和定理即可证明.
(2)由(1)可得:△APC∽△ACB,即可证明.