已知三次函数f(x)=ax3+bx2+cx(a,b,c∈R).
(1)若函数f(x)过点(-1,2)且在点(1,f(1))处的切线方程为y+2=0,求函数f(x)的解析式;
(2)当a=1时,若-2≤f(-1)≤1,-1≤f(1)≤3,试求f(2)的取值范围;
(3)对∀x∈[-1,1],都有|f′(x)|≤1,试求实数a的最大值,并求a取得最大值时f(x)的表达式.
(1)∵函数f(x)过点(-1,2),∴f(-1)=-a+b-c=2,①
由f′(x)=3ax2+2bx+c,函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为:y+2=0
∴
,∴f(1)=-2 f′(1)=0
,②a+b+c=-2 3a+2b+c=0
由①和②解得
,故f(x)=x3-3x;a=1 b=0 c=-3
(2)当a=1时,f(x)=x3+bx2+cx,∴f(1)=1+b+c,f(-1)=-1+b-c
可得:c=
-1,b=f(1)-f(-1) 2
∴f(2)=8+4b+2c=3f(1)+f(-1)+6f(1)+f(-1) 2
又由题意-2≤f(-1)≤1,-1≤f(1)≤3,∴-3≤3f(1)≤9,
故1≤3f(1)+f(-1)+6≤16,
即1≤f(2)≤16.
(3)∵f′(x)=3ax2+2bx+c,则
,可得6a=f′(-1)+f′(1)-2f′(0)f′(0)=c f′(-1)=3a-2b+c f′(1)=3a+2b+c
∵当-1≤x≤1时,|f′(x)|≤1,∴|f′(-1)|≤1,|f′(0)|≤1,|f′(1)|≤1
∴6|a|=|f′(-1)+f′(1)-2f′(0)|≤|f′(-1)+f′(1)+2f′(0)|≤4
∴a≤
,故a的最大值2 3
,2 3
当a=
时,2 3
,解得|f′(0)|=|c|=1 |f′(-1)|=|2-2b+c|=1 |f′(1)|=|2+2b+c|=1
,b=0 c=-1
∴a取得最大值时f(x)=
x3-x.2 3