题目内容
若函数f(x)=在其定义域R上有且只有一个零点,则实数a的取值范围是 .
【答案】分析:根据函数的单调性画出函数的图象,及题意其定义域R上有且只有一个零点,即可求出a的取值范围.
解答:解:①当x≤0时,f(x)=x+3x.
∵函数y=x与y=3x在x≤0时都单调递增,
∴函数f(x)=x+3x在区间(-∞,0]上也单调递增.
又f(-1)=,f(0)=1>0,所以函数f(x)在(-1,0)内有一个零点,如图所示.
②当x>0时,.
∴f′(x)=x2-4=(x+2)(x-2).
令f′(x)=0,且x>0,解得x=2.
当0<x<2时,f′(x)<0;当x>2时,f′(x)>0.
∴函数f(x)在区间(0,2)上单调递减;在区间(2,+∞)上单调递增.
∴函数f(x)在x=2时求得极小值,也即在x>0时的最小值.
∵函数f(x)在其定义域R上有且只有一个零点,且由(1)可知在区间(-1,0)内已经有一个零点了,所以在区间(0,+∞)上没有零点,
∴必须满足f(2)>0,即,解得.
故a的取值范围是.
故答案为.
点评:利用导数得出函数的单调性并画出图象是解题的关键.
解答:解:①当x≤0时,f(x)=x+3x.
∵函数y=x与y=3x在x≤0时都单调递增,
∴函数f(x)=x+3x在区间(-∞,0]上也单调递增.
又f(-1)=,f(0)=1>0,所以函数f(x)在(-1,0)内有一个零点,如图所示.
②当x>0时,.
∴f′(x)=x2-4=(x+2)(x-2).
令f′(x)=0,且x>0,解得x=2.
当0<x<2时,f′(x)<0;当x>2时,f′(x)>0.
∴函数f(x)在区间(0,2)上单调递减;在区间(2,+∞)上单调递增.
∴函数f(x)在x=2时求得极小值,也即在x>0时的最小值.
∵函数f(x)在其定义域R上有且只有一个零点,且由(1)可知在区间(-1,0)内已经有一个零点了,所以在区间(0,+∞)上没有零点,
∴必须满足f(2)>0,即,解得.
故a的取值范围是.
故答案为.
点评:利用导数得出函数的单调性并画出图象是解题的关键.
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