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解答题已知函数f(x)=ln(ex+a)(a为常数)是实数集R上的奇函数 函数g(x)

时间:2018-10-20 16:30:52

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解答题已知函数f(x)=ln(ex+a)(a为常数)是实数集R上的奇函数 函数g(x)

问题补充:

解答题已知函数f(x)=ln(ex+a)(a为常数)是实数集R上的奇函数,函数g(x)=λx-cosx在区间上是减函数.

(Ⅰ)求a的值与λ的范围;

(Ⅱ)若对(Ⅰ)中所得的任意实数λ都有g(x)≤λt-1在上恒成立,求实数t的取值范围;

(Ⅲ)若m>0,试讨论关于x的方程的根的个数.

答案:

解:(Ⅰ)∵函数f(x)=ln(ex+a)(a为常数)是实数集R上的奇函数

∴f(x)+f(-x)=0即ln(ex+a)+ln(e-x+a)=0,即(ex+a)(e-x+a)=1,整理得a(e-x+ex+a)=0恒成立,故a=0

又g(x)=λx-cosx在区间上是减函数

g′(x)=λ+sinx在区间上恒小于等于0即,λ≤-sinx在区间上恒成立,可得λ≤-1

(Ⅱ)函数g(x)=λx-cosx在区间上是减函数,故函数g(x)的最大值是λ≤λt-1,即

由(Ⅰ)知λ≤-1,在(-∞,-1)上是减函数,故t≤

(Ⅲ),由(Ⅰ)知f(x)=x,故方程可变为

令f1(x)=,f2(x)=x2-2ex+m

则f1′(x)=,当x∈(0,e)时f1′(x)>0,f1(x)为增函数;当x∈(e,+∞)时f1′(x)<0,f1(x)为减函数;

∴当x=e时,f1(x)的最大值为f1(e)=

而f2(x)=x2-2ex+m=(x-e)2-e2+m2,

结合f1(x)与f2(x)的大致图象可得

当-e2+m>,即 m>e2+时,方程无实根;

-e2+m=,m=e2+时,方程有一个实根;

-e2+m<,0<m<e2+时,方程有两个实根;解析分析:(Ⅰ)函数f(x)=ln(ex+a)(a为常数)是实数集R上的奇函数,可得出f(x)+f(-x)=0,由此方程恒成立求a,g(x)=λx-cosx在区间上是减函数可得出其导数符号在区间上恒负;(Ⅱ)对(Ⅰ)中所得的任意实数λ都有g(x)≤λt-1在上恒成立,可知g(x)max≤λt-1,由此不等式解出实数t的取值范围;(Ⅲ)构造两个函数f1(x)=,f2(x)=x2-2ex+m,将方程有根的问题转化为函数有交点的问题进行研究.点评:本题考查导数在最大值与最小值问题中的应用,解答本题关键是掌握导数与单调性的关系,由函数的单调性判断出函数的最值,本题中第二问中的恒成立的问题就是一个求最值,利用最值建立不等式的题型,本类题运算量大,且多是符号算,故解题时要严谨认真,避免因运算失误或变形失误导致解题失败.

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