问题
解答题
设函数f(x)=ax3-2bx2+cx+4d(a、b、c、d∈R)图象关于原点对称,且x=1时,f(x)取极小值-
(1)求a、b、c、d的值; (2)当x∈[-1,1]时,图象上是否存在两点,使得过此两点处的切线互相垂直?试证明你的结论; (3)若x1,x2∈[-1,1]时,求证:|f(x1)-f(x2)|≤
|
答案
解(1)∵函数f(x)图象关于原点对称,∴对任意实数x有f(-x)=-f(x),
∴-ax3-2bx2-cx+4d=-ax3+2bx2-cx-4d,即bx2-2d=0恒成立,
∴b=0,d=0,∴f(x)=ax3+cx,f'(x)=3ax2+c,
∵x=1时,f(x)取极小值-
,∴2 3
即f′(1)=0 f(1)=- 2 3
,3a+c=0 a+c=- 2 3
解得a=
,c=-1.1 3
故a=
,b=d=0,c=-1.1 3
(2)当x∈[-1,1]时,图象上不存在这样的两点使结论成立.
假设图象上存在两点A(x1,y1)、B(x2,y2),使得过此两点处的切线互相垂直,
则由f'(x)=x2-1,知两点处的切线斜率分别为k1=
-1,k2=x 21
-1,x 22
且(
-1)•(x 21
-1)=-1(*).x 22
∵x1、x2∈[-1,1],∴
-1≤0,x 21
-1≤0,∴(x 22
-1)•(x 21
-1)≥0x 22
此与(*)相矛盾,故假设不成立.
(3)证明:∵f'(x)=x2-1,令f'(x)=0,得x=±1,
∵x∈(-∞,-1),或x∈(1,+∞)时,f'(x)>0;x∈(-1,1)时,f'(x)<0,
∴f(x)在[-1,1]上是减函数,且fmax(x)=f(-1)=
,fmin(x)=f(1)=-2 3 2 3
∴在[-1,1]上,|f(x)|≤
,于是x1,x2∈[-1,1]时,2 3
|f(x1)-f(x2)|≤|f(x1)|+|f(x2)|≤
+2 3
=2 3
.4 3