Question

已知函數(shù)f(x)=

3 x

a

+

3 (a-1)

x

（a≠0且a≠1）．
（1）試就實(shí)數(shù)a的不同取值，寫出該函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間；
（2）已知當(dāng)x＞0時(shí)，函數(shù)在(0，

6

)上單調(diào)遞減，在(

6

，+∞)上單調(diào)遞增，求a的值并寫出函數(shù)的解析式；
（3）（理）記（2）中的函數(shù)的圖象為曲線C，試問是否存在經(jīng)過原點(diǎn)的直線l，使得l為曲線C的對稱軸？若存在，求出l的方程；若不存在，請說明理由．
（文） 記（2）中的函數(shù)的圖象為曲線C，試問曲線C是否為中心對稱圖形？若是，請求出對稱中心的坐標(biāo)并加以證明；若不是，請說明理由．

Answer 1

分析：（1）由于a≠0且a≠1，f(x)=

3 x

a

+

3 (a-1)

x

=

3

a

（x+

a(a-1)

x

），由雙鉤函數(shù)y=x+

m

x

（m＞0）在（-∞，-

m

]，[

m

，+∞）上單調(diào)遞增，在[-

m

，0），（0，

m

]單調(diào)遞減，可判斷f（x）在當(dāng)a＜0或當(dāng)a＞1時(shí)的單調(diào)區(qū)間；當(dāng)0＜a＜1時(shí)，可由y=

3

a

x為R上的增函數(shù)，y=

3 (a-1)

x

為（-∞，0），（0，+∞）上的增函數(shù)，判斷即可；
（2）由題意及（1）中③可知

a(a-1)

=

6

且a＞1，可解得a=3，從而可求得函數(shù)解析； 
（3）（理） 假設(shè)存在經(jīng)過原點(diǎn)的直線l為曲線C的對稱軸，顯然x、y軸不是曲線C的對稱軸，可設(shè)l：y=kx（k≠0），設(shè)P（p，q）為曲線C上的任意一點(diǎn)，P'（p'，q'）與P（p，q）關(guān)于直線l對稱，且p≠p'，q≠q'，則P'也在曲線C上，列式計(jì)算即可；
（文）先判斷函數(shù)的定義域是否關(guān)于原點(diǎn)對稱，若定義域關(guān)于原點(diǎn)對稱，再證明f（-x）=-f（x）即可．

解答：解：∵f(x)=

3 x

a

+

3 (a-1)

x

=

3

a

（x+

a(a-1)

x

），
∴由雙鉤函數(shù)y=x+

m

x

（m＞0）在（-∞，-

m

]，[

m

，+∞）上單調(diào)遞增，在[-

m

，0），（0，

m

]單調(diào)遞減，可得：
①當(dāng)a＜0時(shí)，函數(shù)f（x）的單調(diào)遞增區(qū)間為(-

a(a-1)

，0)及(0，

a(a-1)

)，
②當(dāng)a＞1時(shí)，函數(shù)f（x）的單調(diào)遞增區(qū)間為(-∞，-

a(a-1)

)及(

a(a-1)

，+∞)；
又當(dāng)0＜a＜1時(shí)，y=

3

a

x為R上的增函數(shù)，y=

3 (a-1)

x

為（-∞，0），（0，+∞）上的增函數(shù)，
∴③當(dāng)0＜a＜1時(shí)，函數(shù)f（x）的單調(diào)遞增區(qū)間為（-∞，0）及（0，+∞）；（6分）
（2）由題設(shè)及（1）中③知

a(a-1)

=

6

且a＞1，解得a=3，（9分）
因此函數(shù)解析式為f(x)=

3 x

3

+

2 3

x

（x≠0）．                     （10分）
（3）（理）假設(shè)存在經(jīng)過原點(diǎn)的直線l為曲線C的對稱軸，顯然x、y軸不是曲線C的對稱軸，故可設(shè)l：y=kx（k≠0），且p≠p'，q≠q'，則P'也在曲線C上，列式計(jì)算即可；
設(shè)P（p，q）為曲線C上的任意一點(diǎn)，P'（p'，q'）與P（p，q）關(guān)于直線l對稱，且p≠p'，q≠q'，則P'也在曲線C上，由此得

q+q′

2

=k

p+p′

2

，

q-q′

p-p′

=-

1

k

，
且q=

p

3

+

2 3

p

，q′=

p′

3

+

2 3

p′

，（14分）
整理得k-

1

k

=

2

3

，解得k=

3

或k=-

3

3

，
所以存在直線y=

3

x及y=-

3

3

x為曲線C的對稱軸．           （16分）
（文）該函數(shù)的定義域D=（-∞，0）∪（0，+∞），曲線C的對稱中心為（0，0），
因?yàn)閷θ我鈞∈D，f(-x)=-

3 x

a

+

3 (a-1)

-x

=-[

3 x

a

+

3 (a-1)

x

]=-f(x)，
所以該函數(shù)為奇函數(shù)，曲線C為中心對稱圖形．                    （10分）

點(diǎn)評(píng)：本題考查函數(shù)奇偶性、單調(diào)性與對稱性，函數(shù)解析式的求解，（1）由實(shí)數(shù)a的不同取值，研究函數(shù)的單調(diào)區(qū)間是難點(diǎn)，可以利用導(dǎo)數(shù)研究，著重考查綜合分析、綜合應(yīng)用的能力，屬于難題．