题目内容

若函数f(x)=x3-ax2(a>0)在区间(
203
,+∞)
上是单调递增函数,则使方程f(x)=1000有整数解的实数a的个数是
 
分析:先对函数求导,利用函数在区间(
20
3
,+∞)
上是单调递增函数的条件得出参数的取值范围,再根据函数图象的特征判断出方程f(x)=1000的解存在的范围,采用分离常数法将f(x)=1000变为a=x-
1000
x2
,构造一个新的函数g(x)=x-
1000
x2
,研究其图象特征即可.
解答:解:对f(x)求导得f'(x)=3x2-2ax
令f'(x)≥0以求原函数的单调增区间得3x2-2ax≥0,解得x≤0或x≥
2
3
a.
令f'(x)≤0以求原函数的单调减区间得3x2-2ax≤0,解得0≤x≤
2
3
a.
由题意知,区间(
20
3
,+∞)处于增区间,故
2
3
a≤
20
3
,结合已知条件a>0,解得0<a≤10.
令f(x)=0解得x=0或x=a.
结合上面的分析可知,在(-∞,a]上,f(x)≤0,在(a,+∞)上,f(x)>0,所以f(x)=1000的解只能在(a,+∞)上.
由x3-ax2=1000,变形得a=x-
1000
x2

记g(x)=x-
1000
x2
,因为0<a≤10,所以0<g(x)≤10.
观察知,g(x)在x>0上是增函数(求导也可得出),
经试算,有g(10)=0,g(14)=8+
44
49
,g(15)=10+
5
9
,可见0<g(x)≤10的解在区间(10,15)上,所以x的整数解只可能是11、12、13、14共4个,
而a=g(x),g(x)为增函数,所以相应地,a值也只有4个
故答案为4
点评:本题考点是函数的单调性与导数的关系,考查了函数的单调性与导数的对应,以及方程有整数解时利用二分法的思想确定方程解的范围,本题的技巧性较强,有一定的难度.
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