Question

設(shè)函數(shù)f（x）=ax+（a，b∈Z），曲線(xiàn)y=f（x）在點(diǎn)（2，f（2））處的切線(xiàn)方程為y=3．
（Ⅰ）求f（x）的解析式，并判斷函數(shù)y=f（x）的圖象是否為中心對(duì)稱(chēng)圖形？若是，請(qǐng)求其對(duì)稱(chēng)中心；否則說(shuō)明理由．
（II）證明：曲線(xiàn)y=f（x）上任一點(diǎn)的切線(xiàn)與直線(xiàn)x=1和直線(xiàn)y=x所圍三角形的面積為定值，并求出此定值．
（III） 將函數(shù)y=f（x）的圖象向左平移一個(gè)單位后與拋物線(xiàn)y=ax²（a為非0常數(shù)）的圖象有幾個(gè)交點(diǎn)？（說(shuō)明理由）

Answer 1

【答案】分析：（Ⅰ）由題意可得f（2）=3，f′（2）=0，聯(lián)立方程即可求得a，b值，得f（x）解析式，然后構(gòu)造奇函數(shù)g（x），根據(jù)f（x）與g（x）的關(guān)系可得f（x）的對(duì)稱(chēng)性；
（II）在曲線(xiàn)上任取一點(diǎn)．  利用導(dǎo)數(shù)可得切線(xiàn)斜率，根據(jù)點(diǎn)斜式可得切線(xiàn)方程，分別聯(lián)立切線(xiàn)方程與x=1，y=x的方程可得三角形定點(diǎn)，利用三角形面積公式即可求得定值；
（III）將函數(shù)y=f（x）的圖象向左平移一個(gè)單位后得到的函數(shù)為，它與拋物線(xiàn)y=ax²的交點(diǎn)個(gè)數(shù)等于方程=ax²的解的個(gè)數(shù)．分離出參數(shù)a后構(gòu)造函數(shù)，利用導(dǎo)數(shù)可判斷函數(shù)的單調(diào)性并求得其值域，由此可得結(jié)論；
解答：解：（Ⅰ），
曲線(xiàn)y=f（x）在點(diǎn)（2，f（2））處的切線(xiàn)方程為y=3，
于是，解得或，
因a，b∈Z，故．令，滿(mǎn)足，
所以g（x）是奇函數(shù)，其圖象是以原點(diǎn)（0，0）為中心的中心對(duì)稱(chēng)圖形．                         
而函數(shù)g（x）的圖象按向量=（1，1）平移，即得到函數(shù)的圖象，
故函數(shù)f（x）的圖象是以點(diǎn)（1，1）為中心的中心對(duì)稱(chēng)圖形．                          
（（II）證明：在曲線(xiàn)上任取一點(diǎn)．  
 由知，過(guò)此點(diǎn)的切線(xiàn)方程為．                 
令x=1得，切線(xiàn)與直線(xiàn)x=1交點(diǎn)為．                   
令y=x得y=2x-1，切線(xiàn)與直線(xiàn)y=x交點(diǎn)為（2x-1，2x-1）．
直線(xiàn)x=1與直線(xiàn)y=x的交點(diǎn)為（1，1）．                                     
從而所圍三角形的面積為S=．
所以，所圍三角形的面積為定值2．                                        
（III）將函數(shù)y=f（x）的圖象向左平移一個(gè)單位后得到的函數(shù)為，
它與拋物線(xiàn)y=ax²的交點(diǎn)個(gè)數(shù)等于方程=ax²的解的個(gè)數(shù)．
方程=ax²等價(jià)于，即a=t³+t²+t（t≠0），
記G（t）=t³+t²+t（t≠0），G′（t）=3t²+2t+1，△=2²-4×3×1＜0，
∴G′（t）＞0，G（t）=t³+t²+t在R上為單調(diào)遞增函數(shù)，
且G（t）=t（t²+t+1），t→∞時(shí)t²+t+1→+∞，G（t）的值域?yàn)镽，
所以y=a（a≠0）與y=G（t）（t≠0）有且只有一個(gè)交點(diǎn)，即將函數(shù)y=f（x）的圖象向左平移一個(gè)單位后，
與拋物線(xiàn)y=ax²有且只有一個(gè)交點(diǎn)．
點(diǎn)評(píng)：本題考查直線(xiàn)與圓錐曲線(xiàn)的位置關(guān)系、利用導(dǎo)數(shù)研究曲線(xiàn)的切線(xiàn)方程，考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力．