问题
解答题
设函数f(x)=-x3+3mx+1+m(m∈R),且f(x)+f(-x)=4对任意x∈R恒成立. (I)求m的值; (II)求函数f(x)在[-1,3]上的最大值; (III)设实数a,b,c∈[0,+∞)且a+b+c=3,证明:
|
答案
(Ⅰ)∵对任意x∈R都有f(x)+f(-x)=4对任意x∈R恒成立,
∴f(0)=2,即m=1…(2分)
(Ⅱ)∵m=1,故f(x)=-x3+3x+2,
∴f′(x)=-3x2+3,令-3x2+3=0得:x1=-1,x2=1…(5分)
若-1<x<1,f′(x)>0,若x>1,f′(x)<0,当x=1或x=-1,f′(x)=0,
∴f(x)=-x3+3x+2在(-1,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减;
∴f(x)极大值=f(1)=4,
又f(-1)=1-3+2=0,
f(3)=-27+9+2=-16.
∴函数f(x)在[-1,3]上的最大值为4;…(8分)
(Ⅲ)由(Ⅰ)得m=1,∴f(x)=-x3+3x+2=(1+x)2(2-x),…(10分)
由(Ⅱ)知,当x∈[0,3]时,(1+x)2(2-x)≤4,
≥1 (1+x)2
(2-x)…(12分)1 4
当a,b,c∈[0,+∞)且a+b+c=3时,0≤a≤3,0≤b≤3,0≤c≤3,
≥1 (1+a)2
(2-a),1 4
≥1 (1+b)2
(2-b),1 4
≥1 (1+c)2
(2-c),1 4
∴
+1 (1+a)2
+1 (1+b)2
≥1 (1+c)2
(2-a)+1 4
(2-b)+1 4
(2-c)=1 4
[6-(a+b+c)]=1 4
…(14分)3 4