(14分)
已知函数,为常数且。
(1) 证明:函数的图象关于直线对称;
(2) 若满足,但,则称为函数的二阶周期点,如果有两个二阶周期点,试确定的取值范围;
(3) 对于(2)中的和,设为函数的最大值点,,,,记的面积为,讨论的单调性。
(1)因为,有,所以函数的图象关于直线对称。
(2)当时,有 ,所以只有一个解,又,故0不是二阶周期点。
当时,有
所以有解集,又当时,,故中的所有点都不是二阶周期点;
所以有四个解,又,故只有是的二阶周期点。
综上所述,所求的取值范围为。
(3)由(2)得,因为为函数的最大值点,所以或。
当时,。求导得:,所以当时,单调递增,当时单调递减;
当时,,求导得,因,从而有,所以当时单调递增。
对于(2)中的的分类讨论,由,可得要对的取值范围讨论,,可知对与的大小关系分类,关键点在于去绝对值。
本题主要考查函数和分类讨论以及导数的应用。
(1)函数的图象关于直线对称;
(2)分,两种情况求解,求出其中满足有两根的范围;
(3)由(2)可得,点的坐标,又为函数的最大值点,所以或,分别写出两种情况下的表达式,通过分析其导函数的正负确定其单调性。