问题 解答题
已知定义在R上的函数f(x)=ax3-2bx2+cx+4d(a,b,c,d∈R)的图象关于原点对称,且x=1时,f(x)取极小值-
2
5

(Ⅰ)求f(x)的解析式;
(Ⅱ)当x∈[-1,1]时,图象上是否存在两点,使得此两点处的切线互相垂直?试证明你的结论;
(Ⅲ)若x1,x2∈[-1,1]时,求证:|f (x1)-f (x2)|≤
4
5
答案

(Ⅰ)∵函数f(x)的图象关于原点对称,

∴f(0)=0,即4d=0,∴d=0

又f(-1)=-f(1),

即-a-2b-c=-a+2b-c,

∴b=0

∴f(x)=ax3+cx,f′(x)=3ax2+c.

∵x=1时,f(x)取极小值-

2
5

∴3a+c=0且 a+c=-

2
5

解得a=

1
5
,c=-
3
5

∴f(x)=

1
5
x3-
3
5
x…4

(Ⅱ)当x∈[-1,1]时,图象上不存在这样的两点使得结论成立.

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)=

3
5
(x2-1)知两点处的切线斜率分别为k1=
3
5
(
x21
-1)
,k2=
3
5
(
x22
-1)
,且
9
25
(
x21
-1)(
x22
-1)
=1             (*)

∵x1,x2∈[-1,1],

x21
-1≤0,
x22
-1≤0

∴(

x21
-1)(
x22
-1)≥0 此与(*)矛盾,故假设不成立  …(8分)(文12分)

(Ⅲ)证明:f′(x)=

3
5
(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)=

2
5
,fmin(x)=f(1)=-
2
5

∴在[-1,1]上|f(x)|≤

2
5
,于是x1,x2∈[-1,1]时,

|f(x1)-f(x2)|≤|f(x1)|+|f(x2)|≤

2
5
+
2
5
=
4
5
…(12分)

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