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2016年高考数学全国卷(乙)第21题如下:
已知函数f(x)=(x-2)ex+a(x-1)2有两个零点.
(1)求a的取值范围;
(2)设x1,x2是f(x)的两个零点,证明:x1+x21时,f(x)>g(x);
(3)如果x1≠x2,且f(x1)=f(x2),证明x1+x2>2.
2011年辽宁卷理科第21题:
已知函数f(x)=lnx-ax2+(2-a)x.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)设a>0,证明:当0f(1a-x);
(3)若函数y=f(x)的图像与x轴交于A,B两点,线段AB中点的横坐标为x0,证明:f′(x0)0时,由f′(x)=0得,x=1.f(x)在(-∞,1)上递减;在(1,+∞)上递增.
而f(1)=-e0,所以在(1,2)有一个零点.另外,
f(1-a)=(1-a-2)e1-a+a(1-a-1)2=-(1+a)e1-a+a3.令g(a)=f(1-a),则
g′(a)=a(e1-a+3a)>0,所以g(a)在(0,+∞)上递增,又g(0)=-e,g(2)=8-3e>0.从而存在a,使得g(a)=f(1-a)>0,又f(x)在(-∞,1)上递减,所以在(1-a,1)上存在唯一零点.
当a=0时,f(x)=(x-2)ex,f′(x)=(x-1)ex.由f′(x)=0得,x=1.f(x)在(-∞,1)上递减;在(1,+∞)上递增.另外,f(1)=-e1,f(x)在(-∞,1)上递增;(1,ln(-2a))上递减;(ln(-2a),+∞)上递增.又f(1)=-e0.
(2)不妨设x1f(x2).当10时,F′(x)0,那么ex+2a>ex>0,
所以当x>1时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
当x0,f(1)=-ee(x-2)+a(x-1)2=a(x-1)2+e(x-1)-e.
则f(x)=0的两根x1=-e-e2+4ae2a+1,x2=-e+e2+4ae2a+1,x10,故当xx2时,a(x-1)2+e(x-1)-e>0.
因此,当x0.
又f(1)=-e0,f(x)单调递增;
当ln(-2a)eln(-2a)+2a=0,即f′(x)=(x-1)(ex+2a)1时,x-1>0,ex+2a>eln(-2a)+2a=0,即f′(x)>0,f(x)单调递增.
即:
f[ln(-2a)]=-2a[ln(-2a)-2]+a[ln(-2a)-1]2=a{[ln(-2a)-2]2+1}1时,f(x)单调递增,至多一个零点,
此时f(x)在R上至多一个零点,不合题意.
④若a=-e2,那么ln(-2a)=1.
当x0,
f(x)单调递增.
当x>1=ln(-2a)时,x-1>0,ex+2a>eln(-2a)+2a=0,即f′(x)>0,
f(x)单调递增.
又f(x)在x=1处有意义,故f(x)在R上单调递增,此时至多一个零点,不合题意.
⑤若a1.
当x0,
f(x)单调递增.
当10,ex+2aln(-2a)时,x-1>ln(-2a)-1>0,ex+2a>eln(-2a)+2a=0,即f′(x)>0,
f(x)单调递增,
故当x≤ln(-2a)时,f(x)在x=1处取到最大值f(1)=-e,那么f(x)≤-eln(-2a)时,f(x)单调递增,至多一个零点.
此时f(x)在R上至多一个零点,不合题意.
综上所述,当且仅当a>0时符合题意,即a的取值范围为(0,+∞).
(2)由已知得:f(x1)=f(x2)=0,不难发现x1≠1,x2≠1,
故可整理得:-a=(x1-2)ex1(x1-1)2=(x2-2)ex2(x2-1)2.
设g(x)=(x-2)ex(x-1)2,则g(x1)=g(x2),
那么g′(x)=(x-2)2+1(x-1)3ex,当x1时,g′(x)>0,g(x)单调递增.
设x>0,构造代数式:
g(1+x)-g(1-x)=x-1x2e1+x--x-1x2e1-x=1+xx2e1-x(x-1x+1e2x+1).
设h(x)=x-1x+1e2x+1,x>0,
则h′(x)=2x2(x+1)2e2x>0,故h(x)单调递增,有h(x)>h(0)=0. 因此,对于任意的x>0,g(1+x)>g(1-x).
由g(x1)=g(x2)可知x1、x2不可能在g(x)的同一个单调区间上,不妨设x10,则有g[1+(1-x1)]>g[1-(1-x1)]g(2-x1)>g(x1)=g(x2),
而2-x1>1,x2>1,g(x)在(1,+∞)上单调递增,因此:g(2-x1)>g(x2)2-x1>x2,
整理得:x1+x21时,limx→1+x-2(x-1)2ex=-∞,limx→+∞x-2(x-1)2ex=limx→+∞(x-1)ex2(x-1)=limx→+∞ex2=+∞,
所以F(x)∈(-∞,+∞).
此时原函数f(x)有两个零点等价于直线y=-a与y=F(x)在(1,+∞)上有两个交点.从而,
-a0.
(2)不妨设x10,所以h(x)f(x0-x)或f(x0+x)f(x0+(x0-x1))=f(2x0-x1).
(4)最后再结合f(x)的单调性得出x22x0-x1.

2016年高考数学全国卷(乙)第21题赏析

2016年高考数学全国卷(乙)第21题赏析

[期刊论文]  中学数学杂志(高中版) --2016, (4)

张鹄

2016年高考数学全国卷(乙)第21题如下:
  已知函数f( x)=( x -2) ex + a( x -1)2有两个零点。

本文来源:http://www.zgpaoc.com/gaozhongzuowen/57587.html

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