已知函数f(x)=ex-x,g(x)=x2-alnx.a>0

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  • 解题思路:(1)求出f′(x)=ex-1,令其等于零找出函数的稳定点,得到当x>0时,f′(x)=ex-1>0,推出f(x)在[0,+∞)上是增函数,因为a>0,得f(a)>f(0)=1>0,即ea-a>0得证.

    (2)由ea>a(a≥0),函数的导函数g′(x),然后利用导数研究函数g(x)在区间(1,ea)上的最小值,最后讨论最小值的符号,从而确定函数g(x)在区间(1,ea)上的零点情况.

    (1)∵f(x)=ex-x,∴f′(x)=ex-1,

    令f′(x)=0,得到x=0.

    当x>0时,f′(x)=ex-1>1-1=0,

    ∴f(x)的单调递增区间是[0,+∞).

    ∵a>0,∴f(a)>f(0)=1>0.

    所以,ea-a>0,即ea>a.

    (2)∵g(x)=x2-alnx.a>0,

    ∴g′(x)=2x-[a/x]=

    2x2−a

    x=

    2(x−

    2a

    2)(x+

    2a

    2)

    x.

    当0<x<

    2a

    2时,g′(x)<0,g(x)为减函数;

    当x>

    2a

    2时,g′(x)>0,g(x)为增函数.

    ∴g(x)min=g(

    2a

    2)=[a/2](1-ln[a/2]).

    ①当[a/2](1-ln[a/2])>0,即0<a<2e时,函数f(x)在(1,ea)上无零点;

    ②当[a/2](1-ln[a/2])=0,即a=2e时,

    2a

    2=

    e,则1<

    2a

    2<ea

    而f(1)=1>0,f(

    2a

    2)=0,f(ea)>0,

    ∴f(x)在(1,ea)上有一个零点;

    ③当[a/2](1-ln[a/2])<0,

    即a>2e时,ea

    2a

    2>

    e>1,有1<

    2a

    2<ea.

    而g(1)=1>0,g(ea)=e2a-a2=(ea-a)(ea+a)>0,

    当a>2e时,g(x)min=g(

    2a

    2)=[a/2](1-ln[a/2])<0,

    所以,当a>2e时,函数g(x)在(1,ea)上有两个零点.

    综上所述:当0<a<2e时,函数f(x)有、无零点;

    a=2e时,函数f(x)有一个零点;

    当a>2e时,函数f(x)有两个零点.

    点评:

    本题考点: 函数在某点取得极值的条件;利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 本题主要考查了利用导数研究函数的单调区间,以及利用导数研究函数在闭区间上的最值,考查函数的零点个数的求法,解题时要认真审题,仔细解答,注意分类讨论思想的合理运用.