Question

已知函數(shù)f(x)＝在x＝0，x＝處存在極值。

（Ⅰ）求實(shí)數(shù)a,b的值；

（Ⅱ）函數(shù)y＝f(x)的圖象上存在兩點(diǎn)A,B使得△AOB是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為直角頂點(diǎn)的直角三角形，且斜邊AB的中點(diǎn)在y軸上，求實(shí)數(shù)c的取值范圍；

(Ⅲ）當(dāng)c＝e時(shí)，討論關(guān)于x的方程f(x)＝kx(k∈R)的實(shí)根個(gè)數(shù)。

 

Answer 1

【答案】

（Ⅰ）；（Ⅱ）實(shí)數(shù)c的取值范圍是(0,＋∞) ；(Ⅲ）當(dāng)k＞或k＜0時(shí)，方程f(x)＝kx有一個(gè)實(shí)根；當(dāng)k＝或k＝0時(shí)，方程f(x)＝kx有兩個(gè)實(shí)根；當(dāng)0＜k＜時(shí)，方程f(x)＝kx有三個(gè)實(shí)根。

【解析】

試題分析：（Ⅰ）由于兩個(gè)極值點(diǎn)都小于零，故對在求導(dǎo)，，即當(dāng)時(shí)，，依題意，由可求實(shí)數(shù)的值；（Ⅱ）由（Ⅰ）可求得，依題意A，B的橫坐標(biāo)互為相反數(shù)，不妨設(shè)，分與討論，利用是直角，，即可求得實(shí)數(shù)的取值范圍；(Ⅲ）由方程，知，可知一定是方程的根，，方程等價(jià)于，構(gòu)造函數(shù)，分且與兩類討論，即可確定的實(shí)根的個(gè)數(shù)．

試題解析：（Ⅰ）當(dāng)x＜1時(shí)，.

因?yàn)楹瘮?shù)f(x)在x＝0,x＝處存在極值，所以

解得a＝1,b＝0.                                               (3分)

（Ⅱ）由（1）得

根據(jù)條件知A,B的橫坐標(biāo)互為相反數(shù)，不妨設(shè)A(－t,t³＋t²), B(t,f(t)(t＞0).   (4分)

若t＜1，則f(t)＝－t³＋t²,

由∠AOB是直角得·＝0，即－t²＋(t³＋t²)(－t³＋t²)＝0，

即t⁴－t²＋1＝0.此時(shí)無解；                                     (5分)

若t≥1，則f(t)＝c(e^t―1―1).由于AB的中點(diǎn)在y軸上，且∠AOB是直角，

所以B點(diǎn)不可能在x軸上，即t≠1.

同理·＝0，  即－t²＋( t³＋t²)·c(e^t―1―1)＝0，

整理后得  .                                 (7分)

因?yàn)楹瘮?shù)y＝(t＋1)(e^t-1―1)在t＞1上的值域是(0, ＋∞),

所以實(shí)數(shù)c的取值范圍是(0, ＋∞).                          (8分)

（3）由方程f(x)＝kx,

知

因?yàn)?一定是方程的根，                                  (9分)

所以僅就x≠0時(shí)進(jìn)行研究：

方程等價(jià)于

構(gòu)造函數(shù)                        (10分)

對于x＜1且x≠0部分，函數(shù)g(x)＝－x²＋x的圖象是開口向下的拋物線的一部分，當(dāng)x＝時(shí)取得最大值，其值域是(－∞, 0)∪(0, ]；         (11分)

對于x≥1部分，函數(shù)，由，

知函數(shù)g(x)在(1, ＋∞)上單調(diào)遞增,則g(x)［0，+)          (13分)

所以, ①當(dāng)k＞或k＜0時(shí)，方程f(x)＝kx有一個(gè)實(shí)根；

②當(dāng)k＝或k＝0時(shí)，方程f(x)＝kx有兩個(gè)實(shí)根；

③當(dāng)0＜k＜時(shí)，方程f(x)＝kx有三個(gè)實(shí)根。             (14分)

考點(diǎn)：利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值；根的存在性及根的個(gè)數(shù)判斷．