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高考新情境命题探究(7)
与函数零点有关的新定义问题举例
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与函数零点有关的新定义问题举例
[例] 已知M={α|f(α)=0},N={β|g(β)=0},若存在α∈M,β∈N,使得|α-β|<n,则称函数f(x)与g(x)互为“n度零点函数”.若f(x)=32-x-1与g(x)=x2-aex互为“1度零点函数”,则实数a的取值范围为________.
答案:( eq \f(1,e), eq \f(4,e2)] 解析:由题意可知f(2)=0,且f(x)在R上单调递减,所以函数f(x)只有一个零点2,由f(x)与g(x)互为“1度零点函数”,得|2-β|<1.由|2-β|<1,得1<β<3,所以函数g(x)=x2-aex在区间(1,3)上存在零点.由g(x)=x2-aex=0,得a= eq \f(x2,ex).令h(x)= eq \f(x2,ex),则h′(x)= eq \f(2x-x2,ex)= eq \f(x(2-x),ex),所以h(x)在区间(1,2)上单调递增,在区间(2,3)上单调递减,
且h(1)= eq \f(1,e),h(2)= eq \f(4,e2),h(3)= eq \f(9,e3)> eq \f(1,e),要使函数g(x)在区间(1,3)上存在零点,只需a∈( eq \f(1,e), eq \f(4,e2)].
训练 对于任意实数a,b,定义min{a,b}= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a,a≤b,,b,a>b,))函数f(x)=-ex+2e,g(x)=ex,h(x)=min{f(x),g(x)},若函数Q(x)=h(x)-k有两个零点,则实数k的取值范围为________.
答案:(0,e) 解析:因为f(x)=-ex+2e单调递减,g(x)=ex单调递增,且f(1)=e=g(1),故h(x)=min{f(x),g(x)}= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(ex,x≤1,,-ex+2e,x>1,))作出函数h(x)的图象如图所示.
函数Q(x)=h(x)-k有两个零点等价于函数h(x)的图象与直线y=k有2个交点,由图可知,k∈(0,e).
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