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.
(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+
),(3分)2a 3
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-
<1,有2a 3
x | (-∞,-1-
| (-1-
| (1,+∞) | ||||
f′(x) | + | - | + | ||||
f(x) | ↑ | ↓ | ↑ |
2a |
3 |
3当a<-3时,-1-
>1,有2a 3
x | (-∞,1) | (1,-1-
| (-1-
| ||||
f′(x) | + | - | + | ||||
f(x) | ↑ | ↓ | ↑ |
2 |
3 |
(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)