问题 解答题
设定义在R上的函数f(x)=a0x4+a1x3+a2x2+a3x+a4,a0,a1,a2,a3,a4∈R,当x=-1时,f(x)取得极大值
2
3
,且函数y=f(x+1)的图象关于点(-1,0)对称.
(Ⅰ)求f(x)的表达式;
(Ⅱ)在函数y=f(x)的图象上是否存在两点,使以这两点为切点的切线互相垂直,且切点的横坐标都在[-
2
2
]
上?如果存在,求出点的坐标;如果不存在,请说明理由;
(Ⅲ)设xn=
2n-1
2n
,  ym=
2
(1-3m)
3m
(m,n∈N*)
,求证:|f(xn)-f(ym)|<
4
3
答案

(Ⅰ)将y=f(x+1)的图象向右平移1个单位,得到y=f(x)的图象,

所以y=f(x)的图象关于点(0,0)对称,即y=f(x)是奇函数,

所以f(x)=a1x3+a3x,由题意,得

f′(-1)=3a1+a3=0
f(-1)=-a1-a3=
2
3
a1=
1
3
a3=-1.
所以f(x)=
1
3
x3-x

(Ⅱ)由(Ⅰ)得f'(x)=x2-1,

假设存在两切点为(x1,f(x1)),(x2,f(x2))  (x1x2∈[-

2
2
]),

则f'(x1)•f'(x2)=(x12-1)(x22-1)=-1.因为(x12-1)、(x22-1)∈[-1,1]

所以

x21
-1=-1
x22
-1=1
x21
-1=1
x22
-1=-1.
x1=0
x2
2
x1
2
x2=0

从而可得所求两点的坐标分别为(0,0),(

2
,-
2
3
)或(0,0),(-
2
2
3
)

(Ⅲ)因为当x∈[

1
2
,1)时,f'(x)<0,所以f(x)在[
1
2
,1)
递减.

由已知得xn∈[

1
2
,1),

所以f(xn)∈(f(1),f(

1
2
)],即f(xn)∈(-
2
3
,-
11
24
]

注意到x<-1时,f′(x)>0,-1<x<1时,f′(x)<0,

故f(x)在(-∞,-1)上递增,在(-1,1)上递减,

由于ym=

2
3m
-
2

所以ym∈(-

2
,-
2
2
3
].

因为-

2
<-1<-
2
2
3

所以f(ym)∈(f(-

2
),f(-1)],

f(ym)∈(

2
3
2
3
].

所以|f(xn)-f(ym)|=f(ym)-f(xn)<

2
3
-(-
2
3
)=
4
3

单项选择题
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