設(shè)定義在R上的函數(shù)f(x)=a0x4+a1x3+a2x2+a3x+a4,a0,a1,a2,a3,a4∈R,當x=-1時,f(x)取得極大值
2
3
,且函數(shù)y=f(x+1)的圖象關(guān)于點(-1,0)對稱.
(Ⅰ)求f(x)的表達式;
(Ⅱ)在函數(shù)y=f(x)的圖象上是否存在兩點,使以這兩點為切點的切線互相垂直,且切點的橫坐標都在[-
2
,
2
]
上?如果存在,求出點的坐標;如果不存在,請說明理由;
(Ⅲ)設(shè)xn=
2n-1
2n
,  ym=
2
(1-3m)
3m
(m,n∈N*)
,求證:|f(xn)-f(ym)|<
4
3
分析:(Ⅰ)已知函數(shù)f(x),且函數(shù)y=f(x+1)的圖象關(guān)于點(-1,0)對稱.所以y=f(x)的圖象關(guān)于點(0,0)對稱,即y=f(x)是奇函數(shù),所以f(x)=a1x3+a3x,由題意,得
f′(-1)=3a1+a3=0
f(-1)=-a1-a3=
2
3
?
a1=
1
3
a3=-1.
進而可得答案;
(Ⅱ)在函數(shù)y=f(x)的圖象上是否存在兩點,使以這兩點為切點的切線互相垂直,且切點的橫坐標都在[-
2
2
]
上?屬于探索性問題.通常假設(shè)存在,看是否有解即可.假設(shè)存在兩切點為(x1,f(x1)),(x2,f(x2))  (x1x2∈[-
2
,
2
])
,
則f'(x1)•f'(x2)=(x12-1)(x22-1)=-1.因為(x12-1)、(x22-1)∈[-1,1]
所以
x
2
1
-1=-1
x
2
2
-1=1
x
2
1
-1=1
x
2
2
-1=-1.
x1=0
x2
2
x1
2
x2=0

從而可得所求兩點的坐標分別為(0,0),(
2
,-
2
3
)
(0,0),(-
2
,
2
3
)

(Ⅲ)設(shè)xn=
2n-1
2n
,  ym=
2
(1-3m)
3m
(m,n∈N*)
,求證:|f(xn)-f(ym)|<
4
3
.關(guān)鍵在理解題意上.只需要求出

f(xn)f(ym)的最值即可.求最值當然要通過求導分析單調(diào)性,再看xn=
2n-1
2n
,  ym=
2
(1-3m)
3m
(m,n∈N*)
,所屬范圍.再求.則易證|f(xn)-f(ym)|<
4
3
解答:解:(Ⅰ)將y=f(x+1)的圖象向右平移1個單位,得到y(tǒng)=f(x)的圖象,
所以y=f(x)的圖象關(guān)于點(0,0)對稱,即y=f(x)是奇函數(shù),
所以f(x)=a1x3+a3x,由題意,得
f′(-1)=3a1+a3=0
f(-1)=-a1-a3=
2
3
?
a1=
1
3
a3=-1.
所以f(x)=
1
3
x3-x


(Ⅱ)由(Ⅰ)得f'(x)=x2-1,
假設(shè)存在兩切點為(x1,f(x1)),(x2,f(x2))  (x1,x2∈[-
2
,
2
])
,
則f'(x1)•f'(x2)=(x12-1)(x22-1)=-1.因為(x12-1)、(x22-1)∈[-1,1]
所以
x
2
1
-1=-1
x
2
2
-1=1
x
2
1
-1=1
x
2
2
-1=-1.
x1=0
x2
2
x1
2
x2=0

從而可得所求兩點的坐標分別為(0,0),(
2
,-
2
3
)
(0,0),(-
2
,
2
3
)

(Ⅲ)因為當x∈[
1
2
,1)
時,f'(x)<0,所以f(x)在[
1
2
,1)
遞減.
由已知得xn∈[
1
2
,1)
,
所以f(xn)∈(f(1),f(
1
2
)]
,即f(xn)∈(-
2
3
,-
11
24
]

注意到x<-1時,f′(x)>0,-1<x<1時,f′(x)<0,
故f(x)在(-∞,-1)上遞增,在(-1,1)上遞減,
由于ym=
2
3m
-
2
,
所以ym∈(-
2
,-
2
2
3
]

因為-
2
<-1<-
2
2
3
,
所以f(ym)∈(f(-
2
),f(-1)]

f(ym)∈(
2
3
,
2
3
]

所以|f(xn)-f(ym)|=f(ym)-f(xn)<
2
3
-(-
2
3
)=
4
3
點評:這種題型屬于較難的壓軸題.關(guān)鍵在挖掘題意上做文章.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

設(shè)定義在R上的函數(shù)f(x)=
1
x-2
(x>2)
1
2-x
(x<2)
1(x=2)
,若關(guān)于x的方程f2(x)+af(x)+b=3有且只有3個不同實數(shù)解x1、x2、x3,且x1<x2<x3,則x12+x22+x32=
 

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設(shè)定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x)•f(x+2)=3,若f(1)=2,則f(5)=
2
2
;f(2011)=
3
2
3
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(2013•順義區(qū)二模)設(shè)定義在R上的函數(shù)f(x)是最小正周期為2π的偶函數(shù),f′(x)是f(x)的導函數(shù).當x∈[0,π]時,0<f(x)<1;當x∈(0,π)且x≠
π
2
時,(x-
π
2
)f′(x)<0
.則函數(shù)y=f(x)-cosx在[-3π,3π]上的零點個數(shù)為
6
6

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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

設(shè)定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x+π)=f(x-π),f(
π
2
-x
)=f(
π
2
+x
),當x∈[-
π
2
,
π
2
]
時,0<f(x)<1;當x∈(-
π
2
,
π
2
)
且x≠0時,x•f′(x)<0,則y=f(x)與y=cosx的圖象在[-2π,2π]上的交點個數(shù)是( 。

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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

設(shè)定義在R上的函數(shù)f(x)同時滿足以下條件:①f(x+1)=-f(x)對任意的x都成立;②當x∈[0,1]時,f(x)=ex-e•cos
πx
2
+m(其中e=2.71828…是自然對數(shù)的底數(shù),m是常數(shù)).記f(x)在區(qū)間[2013,2016]上的零點個數(shù)為n,則( 。
A、m=-
1
2
,n=6
B、m=1-e,n=5
C、m=-
1
2
,n=3
D、m=e-1,n=4

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