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微专题集训22隐零点问题(解答题)
1.解:(1)法一:由题,x)=(x十2)ex+x2-3x,
所以fx)=(x+3)e+2x-3,f(0)=0
记mx)=f(x),则m'(x)=(x十4)e十2,
①当x≤一3时,(x十3)≤0,2x一3≤-9,可得(x)<0,故函数x)在区间
(-∞,一3]上单调递减,
②当x>一3时,(x+4)>0,m'(x)>0,可知函数m(x)单调递增,
又m(0)=0,所以当-3<x<0时,m(x)<0;当x>0时,m(x)>0,
所以函数x)在区间(一3,0)上单调递减,在区间(0,+∞)上单调递增
由①②知函数)的单调递减区间为(一∞,0),单调递增区间为(0,+∞),
故x)mim=0)=2.
法二:由题,x)=(x+2)e*+x2-3x,
所以f(x)=(x+3)e+2x-3
令m(x)=f(x),则m'(x)=(x十4)ex+2,
令(x)=m'(x),则t(x)=(x+5)e*,
当x<一5时,t(x)<0,t(x)单调递减,
当x>一5时,t'(x)>0,tx)单调递增,
故t(x)min=t(-5)=-e5+2>0,
所以m'(x)>0,故f(x)在定义域上单调递增
易知f(0)=0,故当x<0时,f(x)<0,x)单调递减,
当x>0时,fx)>0,x)单调递增,
故x)mim=0)=2
(2)由题意知gx)=lnx-x2+(x-1)Pe,定义域为(0,+∞),
所以g(x)=是-x+2(x-1)ex+(x-1)2ex=是-x十(x2-1)e*=(x+1)x-1)
(e-是),
设h()=ex-(x>0),
所以hw)=e*十意>0,所以h(x)在区间(0,十∞)上是增函数,
因为h(号)=E-2<0,1)=e-1>0,
所以存在唯一的o∈(专,1),使得h(xo)=0,即e0-高=0,e0=嘉,一o
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In xox
当0<x<xo时,h(x)<0,g(x)>0;
当xo<x<1时,h(x)>0,g'(x)<0;
当x>1时,h(x)>0,g(x)>0,
所以gx)在区间(0,o)上单调递增,在区间xo,1)上单调递减,在区间(1,
十∞)上单调递增,
所以当x=xo时,g(x)取得极大值,且极大值为
g6o)=ln,克号+(%-1)2e0=-x-支x3+-1P高=x。+高-2
2
设F)=-号x2+走-2(号<x<1),则F()=-x-是<0,
所以Fx)在区间(,1)上单调递减
所以g0xo)<-支×(3)2+2-2=-言<0,
所以g(x)在(0,1)内无零点
因为g1)=-克<0,g(2)=e2-2+ln2>0,
所以g(x)在(1,+∞)内有且只有一个零点.
综上所述,(x)有且只有一个零点,
2.解:(1)证明:因为a=1,
所以x)=ex-x2-cosx-n(x+1),f0)=0,
f)=e-2x+sinx-克,所以f(0)=0,
所以在(0,0)处的切线方程为y=0,
所以函数x)的图象与x轴相切于坐标原点.
(2fc)=e-2ax+sinx-x克,
令g(x)=f(x),
则g'()=e-2a+cosx+x+,令h)=g'(x),
则h'(x)=ex一sinx一(x+13,
2
当x∈(-l,0)时,(w)=e-sinx-x+<1--sinx-2=-sinx-1<0,
故h(x)在(一1,0)上单调递减
因为h0)=3-2a,所以当3-2a≥0,即a≤号时,h(x)≥0,
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此时gw)单调递增,故g()<g(0)=0在x∈(一1,0)时恒成立,
所以x)在(一1,0)上单调递减,故函数x)在x∈(一1,0)时无极值点.
当a>号,x∈(-1,0)时,因为g(w)在(-1,0)上单调递减,
g'(0)=3-2a<0,
g(-1+V)=eH悟-2a+cos(-1+V)+2a=e+悟+cos
(1+)>0,
故必存在xo∈(一1,0),使得g(xo)=0,
当x∈(-1,xo)时,g(x)>0,g(x)单调递增,
当x∈(xo,0)时,g'(x)<0,g()单调递减,
而f0)=0,故fxo)>0,
又f(-1+)=e+a+2a-器+sim(-1+a)-e2a
=2a-e2a+e+a.器+sim(-1+孟))
<-1+e1+品-是+sim(-1+a)<0,
所以必存在m∈(一1,xo),使得fm)=0,
且当x∈(一1,m)时,f(x)<0,x)单调递减,
当x∈(m,0)时,f(x)>0,fx)单调递增,
故)在区间(一1,0)上恰有一个极小值点m,
令()=h(),则1()=ex-cosx++>0在(0,+)上恒成立,
所以h(x)在(0,+∞)上单调递增,
又h0)<0,h(1)>0,
所以总存在x∈(0,1),使得h(x1)=0,
且当x∈(0,x)时,h(x)<0,h(x)单调递减,
当x∈(x1,1)时,h(x)>0,h(x)单调递增;
当x∈(0,+∞)时,h(0)=3-2a<0,且h(2a)=e2a-2a+cos2a+(2a+1>1
十cos2a+(24>0,
故必存在2∈(0,+∞),使得g'(x2)=0,
当x∈(0,x2)时,gx)<0,fx)单调递减,
当x∈(x2,+∞)时,g'(x)>0,f(x)单调递增,
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因为f(0)=0,所以当x∈(0,x2)时,fx)<0,
所以f(x2)<0,
yf(4a)=eha-8d2+sin 4a-4
>(a+1)4-8a2+sin4a-4+
=a4-2a2+4a3+4a+1+sin4a-4t>0,
故存在n∈(2,十∞),使得f(n=0,
且当x∈(0,n)时,f(x)<0,x)单调递减,
当x∈n,+∞)时,f(x)>0,x)单调递增,
故x)在区间(0,十∞)上恰有一个极小值点n
所以若函数)在区间(-1,0),(0,十∞)上各恰有一个极值点,则a>马,
即实数a的取值范围为(号,+∞)
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1.已知函数x)=x(x一3)十(c十2)e
(1)求函数x)的最小值:
(2)若gw)=x)十x(3-号x)十lnx十e*(x2-3x-1),求函数gx)的零点个数.
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2.己知函数x)=e-ax2-cosx-ln(x+1).
(1)若a=1,求证:函数x)的图象与x轴相切于原点:
(2)若函数x)在区间(一1,0),(0,十∞)上各恰有一个极值点,求实数a的
取值范围.
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