题目内容
(理)已知函数f(x)=x2+bsinx-2,(b∈R),且对任意x∈R,有f(-x)=f(x).
(I)求b.
(II)已知g(x)=f(x)+2(x+1)+alnx在区间(0,1)上为单调函数,求实数a的取值范围.
(III)讨论函数h(x)=ln(1+x2)-
f(x)-k的零点个数?
解:(I)∵f(-x)=f(x)
∴(-x)2+bsin(-x)-2=x2+bsinx-2
∴b=0.
(II)∵g(x)=f(x)+2(x+1)+alnx=x2+2x+alnx
∴
依题意,
或
在(0,1)上恒成立
即2x2+2x+a≥0或2x2+2x+a≤0在(0,1)上恒成立
由
在(0,1)上恒成立,可知a≥0.
由
在(0,1)上恒成立,可知a≤-4,
所以a≥0或a≤-4
(III)
,
令
.
所以
令y'=0,则x1=-1,x2=0,x3=1,列表如下:
所以当
时,函数无零点;
当k<1或
时,函数有两个零点;
当k=1时,函数有三个零点.
当
时,函数有四个零点.
分析:(I)根据对任意x∈R,有f(-x)=f(x)建立等式关系,即可求出b的值;
(II)g(x)=f(x)+2(x+1)+alnx在区间(0,1)上为单调函数,求导函数,
,则
或
在(0,1)上恒成立,然后将a分离出来,研究不等式另一侧的最值即可求出a的范围;
3)令
,研究该函数的单调性和极值,结合图形可判断函数
的零点个数.
点评:本题以函数为载体,考查函数的性质,考查函数恒成立问题,考查函数的零点以及利用导数研究函数的最值,同时考查了计算能力,属于中档题.
∴(-x)2+bsin(-x)-2=x2+bsinx-2
∴b=0.
(II)∵g(x)=f(x)+2(x+1)+alnx=x2+2x+alnx
∴
依题意,
即2x2+2x+a≥0或2x2+2x+a≤0在(0,1)上恒成立
由
由
所以a≥0或a≤-4
(III)
令
所以
令y'=0,则x1=-1,x2=0,x3=1,列表如下:
| x | (-∞,-1) | -1 | (-1,0) | 0 | (0,1) | 1 | (1,+∞) |
| y′ | + | 0 | - | 0 | + | 0 | - |
| h(x) | 单调递增 | 极大值 | 单调递减 | 极小值1 | 单调递增 | 极大值 | 单调递减 |
当k<1或
当k=1时,函数有三个零点.
当
分析:(I)根据对任意x∈R,有f(-x)=f(x)建立等式关系,即可求出b的值;
(II)g(x)=f(x)+2(x+1)+alnx在区间(0,1)上为单调函数,求导函数,
3)令
点评:本题以函数为载体,考查函数的性质,考查函数恒成立问题,考查函数的零点以及利用导数研究函数的最值,同时考查了计算能力,属于中档题.
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