文档内容
1.(2019·江西赣州模拟)若函数f(x)=aex-x-2a有两个零点,则实数a的取值范围是(
)
A. B.
C. D.
解析:选D.函数f(x)=aex-x-2a的导函数f′(x)=aex-1.当a≤0时,f′(x)≤0恒成立,函
数f(x)在R上单调递减,不可能有两个零点;当a>0时,令f′(x)=0,得x=ln,函数f(x)在上单
调递减,在上单调递增,所以f(x)的最小值为f=1-ln-2a=1+ln a-2a.令g(a)=1+ln a-
2a(a>0),则g′(a)=-2.当a∈时,g(a)单调递增;当a∈时,g(a)单调递减,所以g(a) =g=-
max
ln 2<0,所以f(x)的最小值为f<0,函数f(x)=aex-x-2a有两个零点.综上所述,实数a的取
值范围是(0,+∞),故选D.
2.已知函数f(x)=3ln x-x2+2x-3ln 3-.则方程f(x)=0的解的个数是________.
解析:因为f(x)=3ln x-x2+2x-3ln 3-,
所以f′(x)=-x+2=
=,
当x∈(0,3)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈(3,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
当x→0时,f(x)→-∞,当x→+∞时,f(x)→-∞,
所以f(x) =f(3)=3ln 3-+6-3ln 3-=0,
max
所以方程f(x)=0只有一个解.
答案:1
3.(2018·高考全国卷Ⅱ)已知函数f(x)=ex-ax2.
(1)若a=1,证明:当x≥0时,f(x)≥1;
(2)若f(x)在(0,+∞)只有一个零点,求a.
解:(1)证明:当a=1时,f(x)≥1等价于(x2+1)e-x-1≤0.
设函数g(x)=(x2+1)e-x-1,则g′(x)=-(x2-2x+1)e-x=-(x-1)2e-x.
当x≠1时,g′(x)<0,所以g(x)在(0,+∞)单调递减.而g(0)=0,故当x≥0时,g(x)≤0,
即f(x)≥1.
(2)设函数h(x)=1-ax2e-x.
f(x)在(0,+∞)只有一个零点当且仅当h(x)在(0,+∞)只有一个零点.
(ⅰ)当a≤0时,h(x)>0,h(x)没有零点;
(ⅱ)当a>0时,h′(x)=ax(x-2)e-x.当x∈(0,2)时,h′(x)<0;当x∈(2,+∞)时,
h′(x)>0.
所以h(x)在(0,2)单调递减,在(2,+∞)单调递增.
故h(2)=1-是h(x)在[0,+∞)的最小值.
①若h(2)>0,即a<,h(x)在(0,+∞)没有零点;②若h(2)=0,即a=,h(x)在(0,+∞)只有一个零点;
③若h(2)<0,即a>,由于h(0)=1,所以h(x)在(0,2)有一个零点.
由(1)知,当x>0时,ex>x2,所以
h(4a)=1-=1->1-=1->0.
故h(x)在(2,4a)有一个零点.因此h(x)在(0,+∞)有两个零点.
综上,f(x)在(0,+∞)只有一个零点时,a=.
4.(2019·南昌市第一次模拟测试)已知函数f(x)=ex·(ln x-ax+a+b)(e为自然对数的底
数),a,b∈R,直线y=x是曲线y=f(x)在x=1处的切线.
(1)求a,b的值.
(2)是否存在k∈Z,使得y=f(x)在(k,k+1)上有唯一零点?若存在,求出k的值;若不存
在,请说明理由.
解:(1)f′(x)=ex(ln x-ax++b),f(x)的定义域为(0,+∞).
由已知,得,即,
解得a=1,b=.
(2)由(1)知,f(x)=ex,则f′(x)=ex(ln x-x++),
令g(x)=ln x-x++,则g′(x)=-<0恒成立,
所以g(x)在(0,+∞)上单调递减,又g(1)=>0,g(2)=ln 2-1<0,
所以存在唯一的x∈(1,2),使得g(x)=0,且当x∈(0,x)时,g(x)>0,即f′(x)>0,当
0 0 0
x∈(x,+∞)时,g(x)<0,即f′(x)<0.
0
所以f(x)在(0,x)上单调递增,在(x,+∞)上单调递减.
0 0
又当x→0时,f(x)<0,f(1)=>0,f(2)=e2(ln 2-)>0,f(e)=ee<0,
所以存在k=0或2,使得y=f(x)在(k,k+1)上有唯一零点.
5.(2019·武汉调研)已知函数f(x)=ex-ax-1(a∈R)(e=2.718 28…是自然对数的底数).
(1)求f(x)的单调区间;
(2)讨论g(x)=f(x)在区间[0,1]上零点的个数.
解:(1)因为f(x)=ex-ax-1,
所以f′(x)=ex-a,
当a≤0时,f′(x)>0恒成立,
所以f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞),无单调递减区间;
当a>0时,令f′(x)<0,
得x0,得x>ln a,
所以f(x)的单调递减区间为(-∞,ln a),单调递增区间为(ln a,+∞).
(2)令g(x)=0,得f(x)=0或x=,
先考虑f(x)在区间[0,1]上的零点个数,
当a≤1时,f(x)在(0,+∞)上单调递增且f(0)=0,所以f(x)在[0,1]上有一个零点;当a≥e时,f(x)在(-∞,1)上单调递减,所以f(x)在[0,1]上有一个零点;
当1e-1或a=2(-1)时,g(x)在[0,1]上有两个零点;
当1