安徽省樅陽(yáng)縣會(huì)宮中學(xué) 王懷明 (郵編:246740)
題 (2013年課標(biāo)Ⅰ理數(shù),16)若函數(shù)f(x)= (1-x2)(x2+ax+b)的圖象關(guān)于直線x=-2對(duì)稱,則f(x)的最大值為________.
解法1 易知點(diǎn)(1,0),(-1,0)在f(x)的圖象上,因?yàn)閒(x)的圖象關(guān)于直線x=-2對(duì)稱,
解得a=8,b=15.
令f′(x)=0,得x=-2或x=-2-或x=-2 +;
令f′(x)>0得x<-2 -或-2<x<-2 +,令f′(x)<0得-2 -<x<-2或x>-2 +.所以當(dāng)x= -2 -時(shí),f(x)的極大值為16,當(dāng)x=-2+時(shí),f(x)的極大值為16.結(jié)合f(x)的圖象可得f(x)的最大值為16.
還可以如下求f(x)的最大值:
另解f(x)= (1-x2)(x2+8x+15)=-(x2+4x+3)(x2+4x-5).令t=x2+4x,則t= (x+2)2-4≥-4,f(x)=-(t+3)(t-5)=16-(t-1)2,當(dāng)t=1時(shí)f(x)取最大值為16.
解法2 易知函數(shù)f(x)=(1-x2)(x2+ax+b)兩個(gè)零點(diǎn)為-1、1,因f(x)的圖象關(guān)于直線x=-2對(duì)稱,所以-5,-3是函數(shù)f(x)兩個(gè)零點(diǎn).即方程x2+ax+b=0的兩根為-5,-3.由根與系數(shù)關(guān)系得a=8,b=15.下同解法1,略.
解得a=8,b=15得f(x)= (1-x2)(x2+8x+15),下同解法1,略.
解法4 由f(x)的圖象關(guān)于x=-2對(duì)稱,得
又由x=-2是f(x)的極值點(diǎn),得
由①②解得a=8,b=15.
下同解法1,略.
下同解法1,略.
解法6 由f(x)的圖象關(guān)于直線x=-2對(duì)稱,則f(x)=f(-4-x),
又f(x)= (1-x2)(x2+ax+b),
下同解法1,略.
這道高考題涉及一元四次函數(shù)圖象關(guān)于直線對(duì)稱的問(wèn)題,對(duì)于一般的四次函數(shù)f(x)=ax4+bx3+cx2+dx+e(a≠0),是否都是軸對(duì)稱圖形?下面進(jìn)行一般性討論.
設(shè)f(x)的圖象關(guān)于直線x=m對(duì)稱,則f(x)=f(2m-x),
由上面探究過(guò)程可知,并非所有的一元四次函數(shù)圖象都是軸對(duì)稱圖形,必須滿足一定條件,由此,我們得到如下定理:
下面利用該定理解這道高考題.