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:
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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?