问题 解答题

设函数f(x)是定义在x∈[-1,1]上的偶函数,函数g(x)的图象与f(x)的图象关于直线x=1对称,且当x∈[2,3]时,g(x)=2a(x-2)-4(x-2)3

①求f(x)的解析式;

②是否存在正整数a,使f(x)的最大值为12?若存在求出a的值,若不存在说明理由.

答案

(1)设f(x)的图象上任意点(x,f(x)),

它关于直线x=1的对称点(2-x,f(x))在g(x)的图象上,

当x∈[-1,0]时,2-x∈[2,3],且g(x)=2a(x-2)-4(x-2)3

∴f(x)=g(2-x)=-2ax+4x3

当x∈(0,1]时,-x∈[-1,0),∴f(-x)=2ax-4x3

又∵f(x)是定义在x∈[-1,1]上的偶函数,

∴f(x)=2ax-4x3

f(x)=

-2ax+4x3      (-1≤x≤0)
2ax-4x3          (0<x≤1)

(2)假设存在正整数a,使函数f(x)的最大值为12,

又f(x)为偶函数,故只需研究函数f(x)=2ax-4x3在x∈(0,1]的最大值

令f′(x)=2a-12x2=0,得x=

a
6
(a>0),

a
b
∈(0,1],即0<a≤6
时:

x∈(0,
a
6
],f′(x)>0,f(x)
单调递增,

x∈(
a
6
,1],f′(x)<0,f(x)
单调递减,

[f(x)]max=f(
a
6
)=2a×
a
6
-4(
a
6
)
3
<2a×
a
6
≤12

故此时不存在符合题意的a,

a
6
>1,即a>6
时,f′(x)>0在(0,1]上恒成立,

则f(x)在(0,1]上单调递增,

[f(x)]max=f(1)=2a-4
 

令2a-4=12,得a=8,

综上,存在a=8满足题意.

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