题目内容
【题目】已知函数.
(Ⅰ)求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)求证:“”是“函数有且只有一个零点” 的充分必要条件.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)证明见解析.
【解析】试题分析:(1)根据切线的几何意义得到切线的斜率, ,所以切线方程为;(2)先证充分性再证必要性,含参讨论,函数图像和x轴的交点情况。
解析:
(Ⅰ)依题意,
所以切线的斜率
又因为,所以切线方程为.
(Ⅱ)先证不必要性.
当时, ,令,解得.
此时, 有且只有一个零点,故“有且只有一个零点则”不成立.
再证充分性.
方法一:
当时, .
令,解得.
(i)当,即时, ,
所以在上单调增.
又,
所以有且只有一个零点.
(ii)当,即时,
, 随的变化情况如下:
0 | |||||
0 | 0 | ||||
极大值 | 极小值 |
当时, , ,所以
又
所以有且只有一个零点.
(iii)当,即时, , 随的变化情况如下:
0 | |||||
0 | 0 | ||||
极大值 | 极小值 |
因为,所以时,
令,则.
下面证明当时, .
设,则.
当时, 在上单调递增;
当时, 在上单调递减
所以当时, 取得极大值.
所以当时, , 即.
所以.
由零点存在定理, 有且只有一个零点.
综上, 是函数有且只有一个零点的充分不必要条件.
方法二:
当时,注意到时, , , ,
因此只需要考察上的函数零点.
(i)当,即时, 时, ,
单调递增.
又
有且只有一个零点.
(ii)当,即时,以下同方法一.
【题目】近年来郑州空气污染较为严重,现随机抽取一年(365天)内100天的空气中指数的监测数据,统计结果如下:
空气质量 | 优 | 良 | 轻微污染 | 轻度污染 | 中度污染 | 中度重污染 | 重度污染 |
天数 | 4 | 13 | 18 | 30 | 9 | 11 | 15 |
记某企业每天由空气污染造成的经济损失为 (单位:元), 指数为.当在区间内时对企业没有造成经济损失;当在区间内时对企业造成经济损失成直线模型(当指数为150时造成的经济损失为500元,当指数为200 时,造成的经济损失为700元);当指数大于300时造成的经济损失为2000元.
非重度污染 | 重度污染 | 合计 | |
供暖季 | |||
非供暖季 | |||
合计 | 100 |
(1)试写出的表达式;
(2)试估计在本年内随机抽取一天,该天经济损失大于500元且不超过900元的概率;
(3)若本次抽取的样本数据有30天是在供暖季,其中有8天为重度污染,完成下面列联表,并判断是否有的把握认为郑州市本年度空气重度污染与供暖有关?