题目内容

设f(x)是定义在R上的奇函数,且函数y=f(x)与y=g(x)的图象关于直线x=1对称,当x>2时,g(x)=a(x-2)-(x-2)3(a为常数).
(1)求f(x)的解析式;
(2)若f(x)对区间[1,+∞)上的每个x值,恒有f(x)≥-2a成立,求a的取值范围.
分析:(1)根据g(x)的图象与f(x)的图象关于直线x=1对称,则f(x+1)=g(1-x)即f(x)=g(2-x),从而可求出函数f(x)的解析式,最后根据奇偶性求出函数在R上的解析式;
(2)由题意x∈[1,+∞)时,[f(x)]min≥-2af'(x)=-a+3x2,下面对a进行分类讨论:①当a≤0时,②当a>0时,再分:
a
3
<1
,和
a
3
≥1
两种情况分别求出a的范围,最后综合即可得出a的取值范围.
解答:解:(1)1°当x<0时,2-x>2,
设P(x,y)(x<0)为y=f(x)上的任一点,
则它关于直线x=1的对称点为P1(x1,y1),
满足
x1=2-x
y1=y

且P1(x1,y1)适合y=g(x)的表达式
∴y1=a(x1-2)-(x1-2)3即y=-ax+x3…(4分)
2°当x>0时,-x<0,∵f(x)为奇函数∴f(x)=-f(-x)=-[-a(-x)+(-x)3]=-ax+x3…(5分)
3°当x=0时,f(x)=0=-a×0+03
综上  f(x)=-ax+x3,x∈R…(6分)
(2)由题意x∈[1,+∞)时,[f(x)]min≥-2af'(x)=-a+3x2
当a≤0时,f'(x)≥0恒成立,f(x)在[1,+∞)是增函数∴f(1)=-a+1≥-2a得a≥-1,即-1≤a≤0…(8分)
当a>0时,令f'(x)=0得x1=-
a
3
x2=
a
3

a
3
<1
,即0<a<3时,则f'(x)在[1,+∞)大于零,f(x)在[1,+∞)是增函数,∴f(1)=-a+1≥-2a得0<a<3…(10分)
a
3
≥1
,即a≥3时,则f(x)在[1,+∞)的最小值是f(
a
3
)=-a
a
3
+(
a
3
)3=-
2a
3
a
3

f(
a
3
)≥-2a
得3≤a≤27…(11分)
综上-1≤a≤27…(12分)
点评:本题主要考查了函数的奇偶性、对称性,利用导数研究函数的单调性,以及函数的解析式的求解和恒成立的证明,同时考查了分类讨论思想,属于中档题.
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