已知x∈R,奇函數f(x)=x3-ax2-bx+c在[1,+∞)上單調.
(1)求字母a,b,c應滿足的條件;
(2)設x≥1,f(x)≥1,且滿足f[f(x)]=x,求證:f(x)=x.
【答案】分析:(1)因為函數是奇函數且函數在x=0處有意義所以f(0)=0求出c,由f(x)+f(-x)=0求出a,求出函數的導函數,由函數在[1,+∞)單調,得到f'(x)≥0恒成立或f'(x)≤0恒成立求出b的范圍即可;
(2)利用反證法,先假設假設f(x)≠x,不妨設f(x)=a>x≥1,根據f(x)在[1,+∞)上單調遞增,
得到f[f(x)]=f(a)>f(x)>x,與已知矛盾,假設錯誤,原命題正確.
解答:解:(1)∵f(0)=0⇒c=0;f(x)+f(-x)=0⇒a=0.∵f'(x)=3x2-b,
若f(x)x∈[1,+∞)上是增函數,則f'(x)≥0恒成立,即b≤(3x2)min=3
若f(x)x∈[1,+∞)上是減函數,則f'(x)≤0恒成立,這樣的b不存在.
綜上可得:a=c=0,b≤3.
(2)假設f(x)≠x,不妨設f(x)=a>x≥1,
由(1)可知f(x)在[1,+∞)上單調遞增,故f[f(x)]=f(a)>f(x)>x,
這與已知f[f(x)]=x矛盾,故原假設不成立,即有f(x)=x.
點評:考查學生利用導數研究函數的單調性的能力,以及會用反證法進行命題的證明.