题目内容

【题目】已知函数f(x)=ex﹣kx,x∈R(e是自然对数的底数).
(1)若k∈R,求函数f(x)的单调区间;
(2)若k>0,讨论函数f(x)在(﹣∞,4]上的零点个数.

【答案】
(1)解:由f(x)=ex﹣kx,x∈R,得f'(x)=ex﹣k,

①当k≤0时,则f'(x)=ex﹣k>0对x∈R恒成立,

此时f(x)的单调递增,递增区间为(﹣∞,+∞);

②当k>0时,

由f'(x)=ex﹣k>0,得到x>lnk,

由f'(x)=ex﹣k<0,得到x<lnk,

所以,k>0时,f(x)的单调递增区间是(lnk,+∞);递减区间是(﹣∞,lnk);

综上,当k≤0时,f(x)的单调递增区间为(﹣∞,+∞)


(2)解:当k>0时,f(x)的单调递增区间是(lnk,+∞);递减区间是(﹣∞,lnk),

当k>0时,令f'(x)=ex﹣k=0,

得x=lnk,且f(x)在(﹣∞,lnk)上单调递减,在(lnk,+∞)上单调递增,f(x)在x=lnk时取得极小值,

即f(x)在(﹣∞,4]上最多存在两个零点.

(ⅰ)若函数f(x)在(﹣∞,4]上有2个零点,

解得k∈(e, ];

(ⅱ)若函数f(x)在(﹣∞,4]上有1个零点,

则f(4)<0或

解得k∈( ,+∞)或k=e;

(ⅲ)若函数f(x)在(﹣∞,4]上没有零点,

或f(lnk)=k(1﹣lnk)>0,

解得k∈(0,e).

综上所述,当k∈(e, ]时,f(x)在(﹣∞,4]上有2个零点;

当k∈( ,+∞)∪(﹣∞,0)或k=e时,f(x)在(﹣∞,4]上有1个零点;

当k∈[0,e)时,f(x)在(﹣∞,4]上无零点.


【解析】(1)由已知中函数的解析式,求出导函数的解析式,对k进行分类讨论,确定x在不同情况下导函数的符号,进而可得函数的单调性.(2)根据(1)中函数的单调性k>0时,讨论k取不同值时函数零点个数,最后综合讨论结果,可得答案
【考点精析】解答此题的关键在于理解利用导数研究函数的单调性的相关知识,掌握一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减.

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