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解答题已知函数f(x)=ax3+bx2+cx(a≠0)是定义在R上的奇函数 且x=-1

时间:2023-10-03 15:54:50

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解答题已知函数f(x)=ax3+bx2+cx(a≠0)是定义在R上的奇函数 且x=-1

问题补充:

解答题已知函数f(x)=ax3+bx2+cx(a≠0)是定义在R上的奇函数,且x=-1时,函数f(x)取极值1.

(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;

(Ⅱ)令g(x)=-mx+m,若x1,x2∈[0.m](m>0),不等式f(x1)-g(x2)≤0恒成立,求m的取值范围;

(Ⅲ)曲线y=f(x)上是否存在两个不同的点A、B,使过A、B两点的切线都垂直于直线AB?若存在,求出A、B的坐标;若不存在,请说明理由.

答案:

解:(Ⅰ)∵f(x)=ax3+bx2+cx(a≠0)是定义R上的奇函数

∴f(-x)=-f(x)恒成立,即bx2=0对于x∈R恒成立,

∴b=0

∴f(x)=ax3+cx,∴f′(x)=3ax2+c

∵x=-1时,函数f(x)取极值1.

∴f′(-1)=0且f(-1)=1.

∴,

∴a=,c=-.

(Ⅱ)不等式f(x1)-g(x2)≤0恒成立,只需f(x)max-g(x)min≤0即可.

∵函数g(x)在[0,m]上单调递减,∴g(x)min=g(m)=-m2+m

又,,

由f′(x)>0得x<-1或x>1;f′(x)<0得-1<x<1,

故函数f(x)在(-∞,-1),(1,+∞)上单调递增,在(-1,1)上单调递减,

则当x=1时,f(x)取得极小值,

在(0,+∞)上,当=f(0)时,x=,

①当0<m≤时,f(x)max=f(0)=0,

则f(x)max-g(x)min=0-(-m2+m)=m2-m≤0,

解得,故此时0<m≤

②当m>时,f(x)max=f(m)=,

则f(x)max-g(x)min=-(-m2+m)=≤0,

解得-4≤m≤2,故此时.

综上所述,实数m的取值范围是(0,2];

(Ⅲ)假定存在A(x1,y1),B(x2,y2)两点,

∵,过A、B两点的切线平行,∴f′(x1)=f′(x2),得=

∵x1≠x2,∴x2=-x1,则y2=-y1,且知x1≠0,

∴=,

由于过A点的切线垂直于直线AB,∴=-1

∴3-12+13=0,则△=-12<0,∴关于x1的方程无解.

故曲线上不存在两个不同的点A、B,使过A、B两点的切线都垂直于直线AB.解析分析:(Ⅰ)欲求f(x)的解析式,只需找到关于a,b,c的三个等式,求出a,b,c的值,根据函数的奇偶性可得到一个含等式,根据x=-1时,取得极值1,可知函数在x=-1时,导数等于0,且x=-1时,函数值等于1,又可得到两个含a,b,c的等式,三个等式联立,解出a,b,c即可;(Ⅱ)不等式f(x1)-g(x2)≤0恒成立,只需f(x)max-g(x)min≤0即可;(Ⅲ)先假设存在两个不同的点A、B,使过A、B的切线都垂直于AB,则切线斜率与AB斜率互为负倒数,又因为函数在A,B点处的切线斜率时函数在该点处的导数,就可得到含A,B点的坐标的方程,解方程,若方程有解,则假设成立,若方程无解,则假设不成立.点评:本题考查函数的解析式,考查函数导数与函数切线斜率之间的关系,考查恒成立问题,属于中档题.

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