已知函数f(x)=ax3+sinθx2-2x+c的图象经过点,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

发布时间:2020-07-31 12:02:09

已知函数f(x)=ax3+sinθx2-2x+c的图象经过点,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)|≤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.

网友回答

解:(1)∵f'(x)=3ax2+(sinθ)x-2
由题设可知即
由①得:a=,代入②得:12×-2sinθ-2≤0,
化简得:sinθ≥1,
∴sinθ=1;

(2)将sinθ=1代入①式得:a=,则f(x)=x3+x2-2x+c,
而又由f(1)=,代入得c=,
∴f(x)=x3+x2-2x+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)=(m+3)3+(m+3)2-2(m+3)-m3-m2+2m
=3m2+12m+≤,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+=3(m+2)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)=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.

解析分析:(1)根据f(x)的解析式求出f(x)的导函数,根据函数f(x)在区间(-2,1)上单调递减,在[1,+∞)上单调递增得到f′(1)=0且f′(-2)≤0,代入导函数分别得到两个关系式记作①和②,由①求出a等于一个关系式,把这个关系式代入②得到sinθ大于等于1,根据正弦函数的值域得到sinθ等于1;(2)将sinθ的值代入①即可求出a的值,把a的值代入到f(x)中,又因为函数f(x)图象经过点,即f(1)=,代入即可求出c的值,即可得到f(x)的解析式;(3)把a和sinθ的值代入导函数中确定出导函数的解析式,根据导函数的正负得到函数的单调区间,然后分m大于1和m大于等于0小于等于1时,根据函数的单调区间分别求出函数的最小值和最大值,利用最大值和最小值得到|f(x1)-f(x2)|的最大值,|f(x1)-f(x2)|的最大值小于等于列出关于m的范围即可求出满足题意的m的范围.

点评:此题考查学生会利用导函数的正负判断函数的单调性,掌握正弦函数的值域及会利用待定系数法求函数的解析式,掌握导数在最值问题中的应用,是一道综合题.
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