问题 解答题

已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c图象上一点M(1,m)处的切线方程为y-2=0,其中a,b,c为常数.

(Ⅰ)函数f(x)是否存在单调减区间?若存在,则求出单调减区间(用a表示);

(Ⅱ)若x=1不是函数f(x)的极值点,求证:函数f(x)的图象关于点M对称.

答案

(Ⅰ)f(x)=x3+ax2+bx+c,f′(x)=3x2+2ax+b,(1分)

由题意,知m=2,f(1)=1+a+b+c=2,f′(1)=3+2a+b=0,

即b=-2a-3,c=a+4(2分)

f(x)=3x2+2ax-(2a+3) =3(x-1)(x+1+

2a
3
),(3分)

1当a=-3时,f′(x)=3(x-1)2≥0,函数f(x)在区间(-∞,+∞)上单调增加,

不存在单调减区间;(5分)

2当a>-3时,-1-

2a
3
<1,有

x(-∞,-1-
2a
3
(-1-
2a
3
,1)
(1,+∞)
f′(x)+-+
f(x)
∴当a>-3时,函数f(x)存在单调减区间,为[-1-
2a
3
,1](7分)

3当a<-3时,-1-

2a
3
>1,有

x(-∞,1)(1,-1-
2a
3
(-1-
2a
3
,+∞)
f′(x)+-+
f(x)
∴当a<-3时,函数f(x)存在单调减区间,为[1,-1-
2
3
a
](9分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知:x=1不是函数f(x)的极值点,则a=-3,

b=3,c=1,f(x)=x3-3x2+3x+1=(x-1)3+2(10分)

设点P(x0,y0)是函数f(x)的图象上任意一点,则y0=f(x0)=(x0-1)3+2,

点p(x0,y0)关于点M(1,2)的对称点为Q(2-x0,4-y0),

∵f(2-x0)=(2-x0-1)3+2=-(x0-1)3+2=2-y0+2=4-y0

∴点Q(2-x0,4-y0)在函数f(x)的图象上.

由点P的任意性知函数f(x)的图象关于点M对称.(14分)

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