问题 解答题
设定义在R上的函数f(x)=ax4+bx3+cx2+dx+e,当x=-1时,f(x)取得极大值
2
3
,并且函数y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称.
(Ⅰ)求f(x)的表达式;
(Ⅱ)试在函数f(x)的图象上求两点,使以这两点为切点的切线互相垂直,且切点的横坐标都在区间[-
2
2
]
上;
(Ⅲ)若x=
2t-1
2t
y=
2
(1-3t)
3t
(t∈R+),求证:|f(x)-f(y)|<
4
3
答案

(Ⅰ)因y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,

故y=f(x)的图象关于原点(0,0)对称.

故f(x)+f(-x)=0,易得a=c=e=0,故f(x)=bx3+dx.

因为x=-1时,f(x)有极值,所以x=1时,f(x)也有极值.

又f′(x)=3bx2+d=3b(x+1)(x-1)=3bx2-3b,

于是 d=-3b.

又由f(-1)=

2
3
得 -b-d=
2
3

由此解得 b=

1
3
,d=-1,

f(x)=

1
3
x3-x.

(Ⅱ)设这两个切点分别为(x1,y1),(x2,y2),并且x1<x2,f'(x)=x2-1,

依题意有f′(x1)f′(x2)=(x12-1)(x22-1)=-1…(*)

因x1,x2≠1且|x1|≤

2
,|x2|≤
2

x21
≤2,
x22
≤2

由(*)式得

x21
=1-
1
x22
-1
≤2,即
1
x22
-1
+1≥0

x22
x22
-1
≥0,解得
x22
>1
或x2=0.

同理可得

x21
>1或x1=0.

又因为当

x21
>1与
x22
>1
同时成立时与(*)式矛盾,

所以x1=0或x2=0.

x1=0
y1=0
x2=
2
y2=-
2
3
x1=-
2
y1=
2
3
x2=0
y2=0

即所求的两点为(0,0),(

2
,-
2
3
)或(0,0),(-
2
2
3
)

(Ⅲ)证明:f′(x)=x2-1,

令f′(x)>0,可得x<-1或x>1;

令f′(x)<0,可得-1<x<1.

所以f(x)的单调递增区间为(-∞,-1)和(1,+∞),f(x)的单调递减区间为(-1,1).

x=

2t-1
2t
=1-
1
2t
∈(0,1),

故f(1)<f(x)<f(0).

-

2
3
<f(x)<0,故|f(x)|<
2
3

y=

2
(1-3t)
3t
=
2
(
1
3t
-1)∈(-
2
,0),f(-
2
)=
2
3
,f(0)=0,f(-1)=
2
3

0<f(y)<

2
3
,故|f(y)|<
2
3

|f(x)-f(y)|≤|f(x)|+|f(y)|<

2
3
+
2
3
=
4
3

问答题
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