已知f(x)=-ax+x3,x∈R.(1)当x=1时,f(x)取得极值,证明:对任意x1、x2(-1

已知f(x)=-ax+x3,x∈R.

(1)当x=1时,f(x)取得极值,证明:对任意x1、x2(-1,1),不等式|f(x1)-f(x2)|<4恒成立;

(2)若f(x)是上的单调函数,求实数a的取值范围;

(3)在(2)的条件下,若当x0≥1,f(x0)≥1,有f=[f(x0)]=x0,求证:f(x0)=x0.

答案

(1)证明:∵(x)=3x2-a,由于x=1是y=f(x)的一个极值点.

(1)=3-a=0,∴a=3. 

(x)=3x2-a,f(x)=x3-3x.

当-1≤x≤1时,(x)=3(x+1)(x-1)≤0

∴f(x)在[-1,1]上是减函数 

当-1≤x≤1时,f(x)min=f(1)=-2.

f(x)max=f(-1)=2

∴对任意x1、x2∈[-1,1],

|f(x1)-f(x2)|<|f(x)max-f(x)min|=2-(-2)=4. 

(2)解:∵(x)=3x2-a  若f(x)在上是减函数.

则3x2-a≤0在上恒成立

即a≥3x2上恒成立

∵当x≥1时,不存在常数a使得a≥3x2上恒成立  ∴a不存在 

若f(x)在上是增函数

则3x2-a≥0在上恒成立

即a≤3x2上恒成立

∵x∈时,(3x2)min=3.

∴a≤3符合题意

∴所求实数a的取值范围为

(3)证明:若f(x0)>x0≥1,由(2)得f[f(x0)]>f(x0)

∵f[f(x0)]=x0,这时有x0>f(x0),与假设矛盾. 

若x0>f(x0)≥1,则f(x0)>f[f(x0)]

∵f[f(x0)]=x0,这时有f(x0)>x0,与假设矛盾.

∴f(x0)=x0.

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