設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且函數(shù)y=f(x)與y=g(x)的圖象關(guān)于直線x=1對稱,當(dāng)x>2時,g(x)=a(x-2)-(x-2)3(a為常數(shù)).
(1)求f(x)的解析式;
(2)若f(x)對區(qū)間[1,+∞)上的每個x值,恒有f(x)≥-2a成立,求a的取值范圍.
解:(1)1°當(dāng)x<0時,2-x>2,
設(shè)P(x,y)(x<0)為y=f(x)上的任一點,
則它關(guān)于直線x=1的對稱點為P
1(x
1,y
1),
滿足
,
且P
1(x
1,y
1)適合y=g(x)的表達式
∴y
1=a(x
1-2)-(x
1-2)
3即y=-ax+x
3…(4分)
2°當(dāng)x>0時,-x<0,∵f(x)為奇函數(shù)∴f(x)=-f(-x)=-[-a(-x)+(-x)
3]=-ax+x
3…(5分)
3°當(dāng)x=0時,f(x)=0=-a×0+0
3綜上 f(x)=-ax+x
3,x∈R…(6分)
(2)由題意x∈[1,+∞)時,[f(x)]
min≥-2af'(x)=-a+3x
2,
當(dāng)a≤0時,f'(x)≥0恒成立,f(x)在[1,+∞)是增函數(shù)∴f(1)=-a+1≥-2a得a≥-1,即-1≤a≤0…(8分)
當(dāng)a>0時,令f'(x)=0得
,
若
,即0<a<3時,則f'(x)在[1,+∞)大于零,f(x)在[1,+∞)是增函數(shù),∴f(1)=-a+1≥-2a得0<a<3…(10分)
若
,即a≥3時,則f(x)在[1,+∞)的最小值是
令
得3≤a≤27…(11分)
綜上-1≤a≤27…(12分)
分析:(1)根據(jù)g(x)的圖象與f(x)的圖象關(guān)于直線x=1對稱,則f(x+1)=g(1-x)即f(x)=g(2-x),從而可求出函數(shù)f(x)的解析式,最后根據(jù)奇偶性求出函數(shù)在R上的解析式;
(2)由題意x∈[1,+∞)時,[f(x)]
min≥-2af'(x)=-a+3x
2,下面對a進行分類討論:①當(dāng)a≤0時,②當(dāng)a>0時,再分:
,和
兩種情況分別求出a的范圍,最后綜合即可得出a的取值范圍.
點評:本題主要考查了函數(shù)的奇偶性、對稱性,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,以及函數(shù)的解析式的求解和恒成立的證明,同時考查了分類討論思想,屬于中檔題.