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已知函数f=x3-x,其图象记为曲线C.求函数f的单调区间;证明:若对于任意非零实数x1,曲线C与其在点P1)

题文

(Ⅰ)已知函数f(x)=x3-x,其图象记为曲线C.
(i)求函数f(x)的单调区间;
(ii)证明:若对于任意非零实数x1,曲线C与其在点P1(x1,f(x1))处的切线交于另一点P2(x2,f(x2)),曲线C与其在点P2(x2,f(x2))处的切线交于另一点P3(x3,f(x3)),线段P1P2,P2P3与曲线C所围成封闭图形的面积记为S1,S2.则S1S2为定值;
(Ⅱ)对于一般的三次函数g(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),请给出类似于(Ⅰ)(ii)的正确命题,并予以证明. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(Ⅰ)(i)由f(x)=x3-x得f′(x)=3x2-1=3(x-33)(x+33),
当x∈(-∞,-33)和(33,+∞)时,f′(x)>0;
当x∈(-33,33)时,f′(x)<0,
因此,f(x)的单调递增区间为(-∞,-33)和(33,+∞),单调递减区间为(-33,33);
(ii)曲线C与其在点P1处的切线方程为y=(3x12-1)(x-x1)+x13-x1,即
即y=(3x12-1)x-2x13,由y=(3x31-1)x-2x31y=x3-1;
解得x=x1或x=-2x1故x2=-2x1
进而有S1=|∫-x1x1(x3-3x13x+2x13)dx|=274x41,用x2代替x1,重复上述计算过程,可得
x3=-2x2和S2=274x42,∴S1S2=116;图形
(Ⅱ)类似于(Ⅰ)(ii)的正确命题为:
若对于任意不等于-b3a的实数x1,曲线C′与其在点P1(x1,g(x1))处的切线交于另一点P2(x2,g(x2)),
曲线C′与其在点P2(x1,g(x1))处的切线交于另一点P3(x3,g(x1)),线段P1P2、P2P3与曲线C′所围成封闭
图形的面积分别记为S1,S2,则S1S2为定值;
证明如下:
因为平移变换不改变面积的大小,
故可将曲线y=g(x)的对称中心(-b3a,g(-b3a))
平移至坐标原点,因而不妨设g(x)=ax3+hx,且x1≠0,类似(Ⅰ)(ii)的计算可得:S1=274a21,S2=27×164a21≠0,故S1S2=116;

解析

33

考点

据考高分专家说,试题“(Ⅰ)已知函数f(x)=x3-x,其图象.....”主要考查你对 [函数的单调性、最值 ]考点的理解。 函数的单调性、最值

单调性的定义:

1、对于给定区间D上的函数f(x),若对于任意x1,x2∈D,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),则称f(x)是区间上的增函数;当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),则称f(x)是区间D上的减函数。

2、如果函数y=f(x)在区间上是增函数或减函数,就说函数y=f(x)在区间D上具有(严格的)单调性,区间D称为函数f(x)的单调区间。如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,区间D称为函数f(x)的单调增或减区间 
 
3、最值的定义:
最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最大值.
最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最小值 p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.Msonormal {margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}div.Section1 {page:Section1;}p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.Msonormal {margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}div.Section1 {page:Section1;}

判断函数f(x)在区间D上的单调性的方法

(1)定义法:其步骤是:
①任取x1,x2∈D,且x1<x2;
②作差f(x1)-f(x2)或作商
已知函数f=x3-x,其图象记为曲线C.求函数f的单调区间;证明:若对于任意非零实数x1,曲线C与其在点P1)
,并变形;
③判定f(x1)-f(x2)的符号,或比较
已知函数f=x3-x,其图象记为曲线C.求函数f的单调区间;证明:若对于任意非零实数x1,曲线C与其在点P1)
与1的大小;
④根据定义作出结论。
(2)复合法:利用基本函数的单调性的复合。
(3)图象法:即观察函数在区间D上部分的图象从左往右看是上升的还是下降的。

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