题目内容

15.函数f(x)=$\left\{\begin{array}{l}{{e}^{x},x≥0}\\{-2x,x<0}\end{array}\right.$,若关于x的方程f[f(x)]+k=0恰有两个不等实数根x1,x2,则x1+x2的最大值为(  )
A.-$\frac{1}{2}+ln2$B.$\frac{1}{2}-ln2$C.-1+ln2D.1+ln2

分析 可判断f(x)>0恒成立;从而化简方程为f(x)=ln(-k);从而作图辅助,可知存在实数a(a≥1),使-2x1=a=e${\;}^{{x}_{2}}$,从而可得x1+x2=-$\frac{a}{2}$+lna,再构造函数g(a)=-$\frac{a}{2}$+lna,求导g′(a)=-$\frac{1}{2}$+$\frac{1}{a}$=$\frac{2-a}{2a}$,从而确定最值.

解答 解:∵f(x)=$\left\{\begin{array}{l}{{e}^{x},x≥0}\\{-2x,x<0}\end{array}\right.$,∴f(x)>0恒成立;
∴f[f(x)]=ef(x)
∵f[f(x)]+k=0,
∴ef(x)+k=0,即f(x)=ln(-k);
作函数f(x)=$\left\{\begin{array}{l}{{e}^{x},x≥0}\\{-2x,x<0}\end{array}\right.$与y=ln(-k)的图象如下,
结合图象可知,存在实数a(a≥1),使-2x1=a=e${\;}^{{x}_{2}}$,
故x1+x2=-$\frac{a}{2}$+lna,
令g(a)=-$\frac{a}{2}$+lna,则g′(a)=-$\frac{1}{2}$+$\frac{1}{a}$=$\frac{2-a}{2a}$,
故当a=2时,x1+x2有最大值-1+ln2;
故选C.

点评 本题考查了复合函数与分段函数的应用,同时考查了导数的综合应用及最值问题,应用了数形结合的思想及转化构造的方法.

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