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1、试题题目:已知函数f(x)=x3+ax2-1,x∈R,a∈R.(Ⅰ)设对任意x∈(-∞,0],f(x)≤x..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2015-12-16 07:30:00

试题原文

已知函数f(x)=x3+ax2-1,x∈R,a∈R.
(Ⅰ) 设对任意x∈(-∞,0],f(x)≤x恒成立,求a的取值范围;
(Ⅱ) 是否存在实数a,使得满足f(t)=4t2-2alnt的实数t有且仅有一个?若存在,求出所有这样的a;若不存在,请说明理由.

  试题来源:不详   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:函数的零点与方程根的联系



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(Ⅰ)解法一:由f(-1)≤-1,得-2+a≤-1,即a≤1;
又当a≤1时,ax2≤x2,因为x≤0,则x-1<0,
于是f(x)-x=x3+ax2-1-x≤x3+x2-1-x=(x+1)2(x-1)≤0,
即f(x)≤x恒成立,故a的取值范围是(-∞,1].
解法二:当x=0时,f(0)=-1≤0,此时a∈R;
当x<0时,f(x)≤x等价于a≤-x+
1
x
+
1
x2

令g(x)=-x+
1
x
+
1
x2
,x<0,
g(x)=-1-
1
x2
-
2
x3
=
x3+x+2
-x3
=
(x+1)(x2-x+2)
-x3

因为x2-x+2>0,-x3>0,
所以g′(x)<0,解得x<-1,g′(x)>0,解得-1<x<0,
于是g(x)在(-∞,-1)上是减函数,在(-1,0)是增函数,
从而g(x)min=g(-1)=1,所以a≤1.
综上,a的取值范围是(-∞,1].
(Ⅱ)假设存在,由f′(t)=4t2-2alnt等价于t2-2alnt-2at=0,
令h(t)=t2-2alnt-2at,t>0,
h(t)=2t-
2a
t
-2a
=
2
t
(t2-at-a)

(ⅰ)若a=0,则t=0,舍去;
(ⅱ)若a<0,h(t)=0,即t2-2alnt-2at=0,变形得
1
2a
t(t-2a)=lnt

∵函数y=
1
2a
t(t-2a)
,a<0与y=lnt的图象只有一个交点t0
且t0>0,所以存在惟一正数t0,使h(t0)=0,因此a<0符合;
(ⅲ)若a>0,此时必存在使t2-at-a=0的正根t,记这个正根为t0
则h′(t)0,解得x>t0
得h(t)在(0,t0)上单调递减,在(t0,+∞)上单调递增,
从而h(t)最小值为h(t0),因为满足f′(t)=4t2-2alnt的实数t有且仅有一个,
所以h(t0)=0,
t02-at0-a=0
-2alnt0-2at0=0
,得at0+a=2alnt0+2at0,即2lnt0+t0-1=0,
记u(t0)=2lnt0+t0-1,t0>0,
u(t0)=
2
t0
+1>0
,知u(t0)=2lnt0+t0-1为增函数,
因为u(1)=2ln1+1-1=0,u(t0)=0,所以有且仅有惟一正数t0=1,
代入t02-at0-a=0,得a=
1
2

综上,这样的实数a存在,且a<0或a=
1
2
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“已知函数f(x)=x3+ax2-1,x∈R,a∈R.(Ⅰ)设对任意x∈(-∞,0],f(x)≤x..”的主要目的是检查您对于考点“高中函数的零点与方程根的联系”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中函数的零点与方程根的联系”。


4、其他试题:看看身边同学们查询过的数学试题:

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