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高中数学选择性必修 第二册(381题)



已知函数 \(f\left ( {x} \right )=\left ( {x-2} \right ){e}^{x}+{a\left ( {x-1} \right )}^{2}\).若 \(f(x)\) 有两个零点,求 \(a\) 的取值范围.




知识点:第五章 一元函数的导数及其应用


参考答案:见解析


解析:


\(f\left ( {x} \right )=\left ( {x-2} \right ){e}^{x}+{a\left ( {x-1} \right )}^{2}\),可得\({f}^{^{\, '}}\left ( {x} \right )=\left ( {x-1} \right ){e}^{x}+2a\left ( {x-1} \right )=\left ( {x-1} \right )\left ( {{e}^{x}+2a} \right )\)



①当 \(a > 0\) 时, \(f(x)\) 在 \(( - \infty ,1)\) 递减;在 \((1, + \infty )\) 递增,




且 \(f\left ( {1} \right )\)\( = - e < 0\) , \(x \to + \infty \) , \(f(x) \to + \infty \) ;当 \(x \to - \infty \) 时 \(f(x) > 0\) 或找到一个 \(x < 1\) 使得 \(f(x) > 0\) 对于 \(a > 0\) 恒成立, \(f(x)\) 有两个零点;



②当 \(a = 0\) 时,\( \mathrm{f}\left(x\right)=\left(x-2\right){e}^{x}\),所以 \(f(x)\) 只有一个零点 \(x = 2\) 



③当 \(a < 0\) 时,若\(a<-\frac {e} {2}\)时, \(f(x)\) 在 \(\left ( {1,\mathrm{ln}\left ( {-2a} \right )} \right )\) 递减,在 \(( - \infty ,1)\) , \(\left ( {\mathrm{ln}\left ( {-2a} \right ),+\infty } \right )\) 递增,



又当 \(x⩽1\) 时,\(f(x) < 0\) ,所以 \(f(x)\) 不存在两个零点;



\(a⩾ - \frac{e}{2}\) 时,在 \(\left ( {-\infty ,\ln {\left ( {-2a} \right )}} \right )\) 单调增,在 \((1, + \infty )\) 单调增,



\(\left ( {\mathrm{ln}\left ( {-2a} \right ),1} \right )\) 单调减,只有\(f\left ( {\mathrm{ln}\left ( {-2a} \right )} \right )\)等于0才有两个零点,



而当 \(x⩽1\) 时, \(f(x) < 0\) ,所以只有一个零点不符题意.



综上可得, \(f(x)\) 有两个零点时, \(a\) 的取值范围为 \((0,+\infty )\) 


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