已知函数f(x)=x3+ax2+bx−a2−7af(x)=x^{3}+ax^{2}+bx-a^{2}-7a在x=1x=1处取得极大值1010,则ab\dfrac{a}{b}的值为()(\quad)
A. −23-\dfrac{2}{3}
B. −2-2
C. −2-2或−23-\dfrac{2}{3}
D. 22或−23-\dfrac{2}{3}

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完整解法

1. 求导数并根据极值点和极值建立关于待定系数的方程组

对函数 f(x)=x3+ax2+bx−a2−7af(x)=x^{3}+ax^{2}+bx-a^{2}-7a 求导,得:
f′(x)=3x2+2ax+bf'(x)=3x^{2}+2ax+b
因为函数 f(x)f(x) 在 x=1x=1 处取得极值 1010,所以:
{f′(1)=3+2a+b=0f(1)=1+a+b−a2−7a=10\begin{cases} f'(1) = 3 + 2a + b = 0 \\ f(1) = 1 + a + b - a^2 - 7a = 10 \end{cases}
由第一式得 b=−2a−3b = -2a - 3,代入第二式整理得:
a2+8a+12=0a^2 + 8a + 12 = 0
解得 a=−2a = -2 或 a=−6a = -6。
当 a=−2a = -2 时,b=1b = 1;
当 a=−6a = -6 时,b=9b = 9。

2. 检验各组参数是否满足在 $x=1$ 处取得“极大值”的条件

① 当 a=−2a = -2,b=1b = 1 时,导函数为 f′(x)=3x2−4x+1=(3x−1)(x−1)f'(x) = 3x^2 - 4x + 1 = (3x - 1)(x - 1)。
当 x∈(13,1)x \in \left(\dfrac{1}{3}, 1\right) 时,f′(x)<0f'(x) < 0;当 x∈(1,+∞)x \in (1, +\infty) 时,f′(x)>0f'(x) > 0。
因此 f(x)f(x) 在 x=1x=1 处取得极小值,与题意不符,舍去。

② 当 a=−6a = -6,b=9b = 9 时,导函数为 f′(x)=3x2−12x+9=3(x−1)(x−3)f'(x) = 3x^2 - 12x + 9 = 3(x - 1)(x - 3)。
当 x∈(−∞,1)x \in (-\infty, 1) 时,f′(x)>0f'(x) > 0;当 x∈(1,3)x \in (1, 3) 时,f′(x)<0f'(x) < 0。
因此 f(x)f(x) 在 x=1x=1 处取得极大值,符合题意。

3. 计算目标比值并选择选项

由上可知 a=−6a = -6,b=9b = 9,则:
ab=−69=−23\dfrac{a}{b} = \dfrac{-6}{9} = -\dfrac{2}{3}
故选 A。

答案

A

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