题目内容

(2013•山东)设函数f(x)=
xe2x
+c(e=2.71828…,c∈R)
.
(1)求f(x)的单调区间及最大值;
(2)讨论关于x的方程|lnx|=f(x)根的个数.
分析:(1)利用导数的运算法则求出f′(x),分别解出f′(x)>0与f′(x)<0即可得出单调区间及极值与最值;
(2)分类讨论:①当0<x≤1时,令u(x)=-lnx-
x
e2x
-c,②当x≥1时,令v(x)=lnx-
x
e2x
-c
.利用导数分别求出c的取值范围,即可得出结论.
解答:解:(1)∵f′(x)=
e2x-x•2e2x
(e2x)2
=
1-2x
e2x
,解f′(x)>0,得x<
1
2
;解f′(x)<0,得x>
1
2
.
∴函数f(x)的单调递增区间为(-∞,
1
2
)
;单调递减区间为(
1
2
,+∞)
.
故f(x)在x=
1
2
取得最大值,且f(x)max=
1
2e
+c
.
(2)函数y=|lnx|,当x>0时的值域为[0,+∞).如图所示:
①当0<x≤1时,令u(x)=-lnx-
x
e2x
-c,
c=-lnx-
x
e2x
=g(x),
则g′(x)=-
1
x
-
1-2x
e2x
=-
e2x+x-2x2
xe2x
.
令h(x)=e2x+x-2x2,则h′(x)=2e2x+1-4x>0,∴h(x)在x∈(0,1]单调递增,
∴1=h(0)<h(x)≤h(1)=e2-1.
∴g′(x)<0,∴g(x)在x∈(0,1]单调递减.
∴c≥g(1)=-
1
e2
.
②当x≥1时,令v(x)=lnx-
x
e2x
-c
,得到c=lnx-
x
e2x
=m(x),
则m′(x)=
1
x
-
1-2x
e2x
=
e2x+x(2x-1)
xe2x
>0,
故m(x)在[1,+∞)上单调递增,∴c≥m(1)=-
1
e2
.
综上①②可知:当c<-
1
e2
时,方程|lnx|=f(x)无实数根;
当c=-
1
e2
时,方程|lnx|=f(x)有一个实数根;
当c>-
1
e2
时,方程|lnx|=f(x)有两个实数根.
点评:本题综合考查了利用导数研究函数的单调性、极值最值、数形结合的思想方法、分类讨论的思想方法等基础知识与基本技能,考查了推理能力和计算能力及其化归思想方法.
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