问题 解答题
已知函数f(x)=ax3+
1
2
sinθx2-2x+c的图象经过点(1,
37
6
)
,且在区间(-2,1)上单调递减,在[1,+∞)上单调递增.
(1)证明sinθ=1;
(2)求f(x)的解析式;
(3)若对于任意的x1,x2∈[m,m+3](m≥0),不等式|f(x1)-f(x2)|≤
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2
恒成立,试问:这样的m是否存在,若存在,请求出m的范围;若不存在,说明理由.
答案

(1)∵f'(x)=3ax2+(sinθ)x-2

由题设可知

f′(1)=0
f′(-2)≤0
3a+sinθ-2=0 ①
12a-2sinθ-2≤0②

由①得:a=

2-sinθ
3
,代入②得:12×
2-sinθ
3
-2sinθ-2≤0,

化简得:sinθ≥1,

∴sinθ=1;

(2)将sinθ=1代入①式得:a=

1
3
,则f(x)=
1
3
x3+
1
2
x2-2x+c,

而又由f(1)=

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,代入得c=
22
3

∴f(x)=

1
3
x3+
1
2
x2-2x+
22
3
即为所求;

(3)f′(x)=x2+x-2=(x+2)(x-1)

易知f(x)在(-∞,-2)及(1,+∞)上均为增函数,在(-2,1)上为减函数.

(i)当m>1时,f(x)在[m,m+3]上递增.故f(x)max=f(m+3),f(x)min=f(m)

由f(m+3)-f(m)=

1
3
(m+3)3+
1
2
(m+3)2-2(m+3)-
1
3
m3-
1
2
m2+2m

=3m2+12m+

15
2
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2
,得-5≤m≤1.这与条件矛盾故舍去;

(ii)当0≤m≤1时,f(x)在[m,1]上递减,在[1,m+3]上递增,

∴f(x)min=f(1),f(x)max={f(m),f(m+3)}max,

又f(m+3)-f(m)=3m2+12m+

15
2
=3(m+2)2-
9
2
>0(0≤m≤1)

∴f(x)max=f(m+3)

∴|f(x1)-f(x2)|≤f(x)max-f(x)min=f(m+3)-f(1)≤f(4)-f(1)=

45
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恒成立,

故当0≤m≤1原式恒成立.

综上:存在m且m∈[0,1]合乎题意.

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