Question

已知函數(shù)f(x)=x³+ax²+bx+c圖像上一點(diǎn)M(1,m)處的切線方程為y-2=0，其中a、b、c為常數(shù).

（1）函數(shù)f(x)是否存在單調(diào)遞減區(qū)間？若存在，則求出單調(diào)遞減區(qū)間（用a表示）.

（2）若x=1不是函數(shù)f(x)的極值點(diǎn)，求證：函數(shù)f(x)的圖像關(guān)于點(diǎn)M對(duì)稱.

Answer 1

（1）解:f(x)=x³+ax²+bx+c，f′(x)=3x²+2ax+b，

由題意，知m=2，f(1)=1+a+b+c=2,f′(1)=3+2a+b=0，

即b=-2a-3,c=a+4.

f′(x)=3x²+2ax-(2a+3)=3(x-1)(x+1+).

①當(dāng)a=-3時(shí)，f′(x)=3(x-1)²≥0，函數(shù)f(x)在區(qū)間(-∞,+∞)上單調(diào)增加，

不存在單調(diào)減區(qū)間；

②當(dāng)a＞-3時(shí)，-1＜1，有

x	(-∞,-1)	(-1,1)	(1,+∞)
f′(x)	+	-	+
f(x)	↑	↓	↑

∴當(dāng)a＞-3時(shí)，函數(shù)f(x)存在單調(diào)減區(qū)間,為［-1,1］;

③當(dāng)a＜-3時(shí),-1＞1,有

x	(-∞,1)	(1,-1)	(-1,+∞)
F′(x)	+	-	+
f(x)	↑	↓	↑

∴當(dāng)a＜-3時(shí),函數(shù)f(x)存在單調(diào)減區(qū)間,為［1,-1］.

（2）證明:由（1）知：若x=1不是函數(shù)f(x)的極值點(diǎn)，則a=-3，

b=3,c=1,f(x)=x³-3x²+3x+1=(x-1)³+2.

設(shè)點(diǎn)P(x₀,y₀)是函數(shù)f(x)的圖像上任意一點(diǎn)，則y₀=f(x₀)=(x₀-1)³+2，

點(diǎn)P(x₀,y₀)關(guān)于點(diǎn)M(1,2)的對(duì)稱點(diǎn)為Q(2-x₀,4-y₀).

∵f(2-x₀)=(2-x₀-1)³+2=-(x₀-1)³+2=2-y₀+2=4-y₀,∵f(2-x₀)=(2-x₀)³-3(2-x₀)²+3(2-x₀)+1

（或=8-12x₀+6x₀²-x₀³-12+12x₀-3x₀²+6-3x₀+1）=-x₀³+3x₀²-3x₀+3=4-(x₀³-3x₀²+3x₀+1)=4-y₀,

∴點(diǎn)Q(2-x₀,4-y₀)在函數(shù)f(x)的圖像上.由點(diǎn)P的任意性知函數(shù)f(x)的圖像關(guān)于點(diǎn)M對(duì)稱.