题目内容
【题目】已知函数g(x)=ex﹣ax2﹣ax,h(x)=ex﹣2x﹣lnx.其中e为自然对数的底数.
(1)若f(x)=h(x)﹣g(x).
①讨论f(x)的单调性;
②若函数f(x)有两个不同的零点,求实数a的取值范围.
(2)已知a>0,函数g(x)恰有两个不同的极值点x1,x2,证明:.
【答案】(1)①见解析;②(0,1);(2)证明见解析
【解析】
(1)①对求导,分别讨论与的情况即可;
②由①若有两个不同的零点,则,由于当x→0时,f(x)→+∞;当x→+∞时,f(x)→+∞,则只需使得即可,进而求解;
(2)先对求导,由题可得,两式相减可得,转化为,设,即证,进而利用导函数判断单调性证明即可.
(1)f(x)=h(x)﹣g(x)=ex﹣2x﹣lnx﹣ex+ax2+ax=ax2+(a﹣2)x﹣lnx(x>0),
①(x>0),
(i)当a≤0时,f′(x)<0,函数f(x)在(0,+∞)上递减;
(ii)当a>0时,令f′(x)>0,解得;令f′(x)<0,解得,
∴函数f(x)在递减,在递增;
综上,当a≤0时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;
当a>0时,函数f(x)在上单调递减,在上单调递增
②由①知,若a≤0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,不可能有两个不同的零点,故a>0;
且当x→0时,f(x)→+∞;当x→+∞时,f(x)→+∞;
故要使函数f(x)有两个不同的零点,只需,即,
又函数在(0,+∞)上为增函数,且,故的解集为(0,1),
故实数a的取值范围为(0,1)
(2)证明: g′(x)=ex﹣2ax﹣a,依题意,则,两式相减得,,
因为a>0,要证,即证,即证,
两边同除以,即证,
令t=x1﹣x2(t<0),即证,
令,则,
令,则,
当t<0时,p′(t)<0,所以p(t)在(﹣∞,0)上递减,
∴p(t)>p(0)=0,
∴h′(t)<0,
∴h(t)在(﹣∞,0)上递减,
∴h(t)>h(0)=0,即,
故.
【题目】2018年6月14日,世界杯足球赛在俄罗斯拉开帷幕,世界杯给俄罗斯经济带来了一定的增长,某纪念商品店的销售人员为了统计世界杯足球赛期间商品的销售情况,随机抽查了该商品商店某天200名顾客的消费金额情况,得到如图频率分布表:将消费顾客超过4万卢布的顾客定义为”足球迷”,消费金额不超过4万卢布的顾客定义为“非足球迷”。
消费金额/万卢布 | 合计 | ||||||
顾客人数 | 9 | 31 | 36 | 44 | 62 | 18 | 200 |
(1)求这200名顾客消费金额的中位数与平均数(同一组中的消费金额用该组的中点值作代表;
(2)该纪念品商店的销售人员为了进一步了解这200名顾客喜欢纪念品的类型,采用分层抽样的方法从“非足球迷”,“足球迷”中选取5人,再从这5人中随机选取3人进行问卷调查,则选取的3人中“非足球迷”人数的分布列和数学期望。