(5分)若函数 f(x)= (1-x^ 2 ) (x^ 2…——2013 高考数学第 16 题答案解析

2013_新课标 I 卷 (2013·理)

2013 全国 第 16 题 填空题 区分题
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16.(5分)若函数 $f(x)=\left(1-x^{2}\right)\left(x^{2}+a x+b\right)$ 的图象关于直线 $x=-2$ 对称,则 $f(x)$ 的最大值为 $\_\_\_\_$ 16 .

参考答案16

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【考点】57:函数与方程的综合运用;6E:利用导数研究函数的最值.
【专题】11:计算题;16:压轴题;51:函数的性质及应用;53:导数的综合应用.

【分析】由题意得 $f(-1)=f(-3)=0$ 且 $f(1)=f(-5)=0$ ,由此求出 $a=8$ 且 $b =15$ ,由此可得 $f(x)=-x^{4}-8 x^{3}-14 x^{2}+8 x+15$ .利用导数研究 $f(x)$ 的单调性 ,可得 $f(x)$ 在区间 $(-\infty,-2-\sqrt{5})$ 、 $(-2,-2+\sqrt{5})$ 上是增函数,在区间 $(-2-\sqrt{5},-2)$ 、 $(-2+\sqrt{5},+\infty)$ 上是减函数,结合 $f(-2-\sqrt{5}) =f(-2+\sqrt{5})=16$ ,即可得到 $f(x)$ 的最大值.

【解答】解:∵ 函数 $f(x)=\left(1-x^{2}\right)\left(x^{2}+a x+b\right)$ 的图象关于直线 $x=-2$ 对称, $\therefore f(-1)=f(-3)=0$ 且 $f(1)=f(-5)=0$ ,

即 $\left[1-(-3)^{2}\right]\left[(-3)^{2}+\mathrm{a} \bullet(-3)+\mathrm{b}\right]=0$ 且 $\left[1-(-5)^{2}\right]\left[(-5)^{2}+\mathrm{a} \bullet(-\right.$ 5)$+b]=0$ ,
解之得 $\left\{\begin{array}{l}a=8 \\ b=15\end{array}\right.$ ,
因此,$f(x)=\left(1-x^{2}\right)\left(x^{2}+8 x+15\right)=-x^{4}-8 x^{3}-14 x^{2}+8 x+15$ ,
求导数,得 $f^{\prime}(x)=-4 x^{3}-24 x^{2}-28 x+8$ ,
令 $f^{\prime}(x)=0$ ,得 $x_{1}=-2-\sqrt{5}, x_{2}=-2, x_{3}=-2+\sqrt{5}$ ,

当 $x \in(-\infty,-2-\sqrt{5})$ 时,$f^{\prime}(x)>0$ ;当 $x \in(-2-\sqrt{5},-2)$ 时,$f^{\prime}(x)<$ 0;

当 $x \in(-2,-2+\sqrt{5})$ 时,$f^{\prime}(x)>0$ ;当 $x \in(-2+\sqrt{5},+\infty)$ 时,$f^{\prime}(x)<0 \therefore f(x)$ 在区间 $(-\infty,-2-\sqrt{5})$ 、 $(-2,-2+\sqrt{5})$ 上是增函数,在区间( -$2-\sqrt{5}, ~-2) ,(-2+\sqrt{5},+\infty)$ 上是减函数.
又 $\because f(-2-\sqrt{5})=f(-2+\sqrt{5})=16$ ,
$\therefore f(x)$ 的最大值为16.
故答案为: 16 .
【点评】本题给出多项式函数的图象关于 $\mathrm{x}=-2$ 对称,求函数的最大值.着重考查了函数的奇偶性、利用导数研究函数的单调性和函数的最值求法等知识,属于中档题.

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