2016理数全国卷 T21

原题

  已知函数 f(x)=(x2)ex+a(x1)2 有两个零点
  (1) 求 a 的取值范围
  (2) 设 x1,x2 是函数的两个零点,证明: x1+x2<2

第一问

  求导
   f(x)=(ex+2a)(x1)
  (i)若 a>0
  这个时候函数先单调减后单调增,极小值 f(1)=e<0
  秘技:反复横跳 b 满足 b<lna b<2 ,则 f(b)=(b2)eb+a(b1)2>(b2)a+a(b1)2=a(b2b3) ,恒大于 0
  答案玩的太炫酷了,原来这就是全国卷啊。
  右边就很好找了,直接令 x=2 即可。
  所以说 a>0 时有两个零点
  (ii) a=0
  这个时候 f(x)=ex(x1) ,只有一个零点
  (iii) a<0
  设 x0=ln(2a) ,则 x0 1 f(x) 的两个零点
  如果 x01 ,根据 x1 f(x)<0 和增-减-增的图像,可知此时 f(x) 的零点个数少于两个
  如果 x0>1 ,根据 x1 f(x)<0 和增-减-增的图像,可知此时零点个数少于两个
  综上 a>0
  吐槽:太丧病了,我全程看答案

第二问

  不妨设 x1<1,x2>1
   x1+x2<2
  即 x1<2x2
  此时 x1,2x2(,1)
  由于在 (,1) 上函数是单调递减的
  就成了证明 f(x1)=0>f(2x2)
   f(2x2)=x2e2x2+a(x21)2
   f(x2)=(x22)ex2+a(x21)2=0
  消掉 a ,得到 f(2x2)=1ex2(e2x2x2e2x2+2e2x2)
  令 g(x)=e2xxe2x+2e2x
   g(x)=e2+(12x)e2x
   g′′(x)=4xe2x
  显然 g(0)=g(x)max=e2+1<0
  所以 g(x) 单调递减,而 g(1)=0 ,所以当 x>1 时, g(x)<0 ,即 f(2x2)<0=f(x1)
  这样就证完了

结束语

全国卷

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