Question

已知函數(shù)f(x)=mx³-x的圖象上,以N(1,n)為切點的切線的傾斜角為.

(1)求m、n的值;

(2)是否存在最小的正整數(shù)k,使得不等式f(x)≤k-1 991對于x∈［-1,3］恒成立?如果存在,請求出最小的正整數(shù)k;如果不存在,請說明理由;

(3)求證:|f(sinx)+f(cosx)|≤2f(t+)(x∈R,t＞0).

Answer 1

解:(1)f′(x)=3mx²-1,依題意,得tan=f′(1),即1=3m-1,m=.

∴f(x)=x³-x.把N(1,n)代入,得n=f(1)=-.∴m=,n=-.                

(2)令f′(x)=2x²-1=0,得x=±,

當-1＜x＜-時,f′(x)=2x²-1＞0;

當-＜x＜時,f′(x)=2x²-1＜0;

當＜x＜3時,f′(x)=2x²-1＞0.

又f(-1)=,f(-)=,f()=-,f(3)=15,

因此,當x∈［-1,3］時,-≤f(x)≤15.                                   

要使得不等式f(x)≤k-1 991對于x∈［-1,3］恒成立,則k≥15+1 991=2 006.    

∴存在最小的正整數(shù)k=2 006,使得不等式f(x)≤k-1 991對于x∈［-1,3］恒成立.

(3)證法一:|f(sinx)+f(cosx)|

=|(sin³x-sinx)+(cos³x-cosx)|

=|(sin³x+cos³x)-(sinx+cosx)|

=|(sinx+cosx)［(sin²x-sinxcosx+cos²x)-1］|

=|sinx+cosx|·|-sinxcosx-|

=|sinx+cosx|³

=|2sin(x+)|³≤.                                              

又∵t＞0,∴t+≥2,t²+≥1.

∴2f(t+)=2［(t+)³-(t+)］=2(t+)［(t²+1+)-1］

=2(t+)［(t²+)-］≥2(-)=.

綜上,可得|f(sinx)+f(cosx)|≤2f(t+)(x∈R,t＞0).                       

證法二:由(2)知函數(shù)f(x)在［-1,-］上是增函數(shù);在［-,］上是減函數(shù);在［,1］上是增函數(shù).

又f(-1)=,f(-)=,f()=-,f(1)=-,

∴當x∈［-1,1］時,-≤f(x)≤,即|f(x)|≤.

∵sinx,cosx∈［-1,1］,

∴|f(sinx)|≤,|f(cosx)|≤.

∴|f(sinx)+f(cosx)|≤|f(sinx)|+|f(cosx)|≤+=.               

又∵t＞0,∴t+≥＞1,且函數(shù)f(x)在［1,+∞)上是增函數(shù).

∴2f(t+)≥2f()=2［()³-］=

.

綜上,可得|f(sinx)+f(cosx)|≤2f(t+)(x∈R,t＞0).