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22114. (2021•西安中学•二模) 已知函数f(x)=ex-ax+sinx-1.
(Ⅰ)当a=2时,求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)当1≤a<2时,证明:函数f(x)有2个零点.
共享时间:2021-03-18 难度:5
[考点]
[答案]
(Ⅰ)f(x)在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增;
(Ⅱ)详见证明过程.
[解析]
解:(Ⅰ)当a=2时,f(x)=ex-2x+sinx-1,则f′(x)=ex-2+cosx,
可得f″(x)=ex-sinx,
故x∈(-∞,0]时,可得ex≤1,故f′(x)≤-1+cosx≤0,
故f(x)在(-∞,0]内单调递减,
当x∈(0,+∞)时,ex>1,故f″(x)>1-sinx≥0,
故f′(x)在(0,+∞)上单调递增,故f′(x)>f′(0)=0,
故f(x)在(0,+∞)上单调递增,
综上,f(x)在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增;
(Ⅱ)证明:当x=0时,f(0)=0,故x=0是f(x)的一个零点,
由f′(x)=ex-a+cosx,令g(x)=ex-a+cosx,可得g′(x)=ex-sinx,
∵1≤a≤2,
①当x∈(0,+∞)时,g′(x)=ex-sinx>e0-sinx≥0,f′(x)在(0,+∞)单调递增,
则 f′(x)>f′(0)=2-a>0,f(x)在(0,+∞)单调递增,f(x)>f(0)=0,
故f(x)在(0,+∞)无零点,
②当x∈(-∞,-π]时,-ax≥π,有f(x)≥ex+π+sinx-1>0,
故f(x)在(-∞,-π]上无零点,
③当x∈(-π,0)时,sinx<0,g′(x)>0,f′(x)在(-π,0)单调递增,
又f′(0)=2-a>0,f′(-π)=e-1-a<0,
故存在唯一x0∈(-π,0),使得f′(x0)=0,
当x∈(-π,x0)时,f′(x)<0,f(x)在(-π,x0)单调递减,
当x∈(x0,0)时,f′(x)>0,f(x)在(x0,0)单调递增,
又f(-π)=e+aπ-1>0,f(x0)<f(0)=0,
故f(x)在(-π,0)有1个零点,
综上,当1≤a<2时,f(x)有2个零点.
[点评]
本题考查了函数的单调性,零点问题,考查导数的应用以及转化思想,是一道综合题.
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dgys2020

2021-03-18

高中数学 | | 解答题

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2020*西工大*期末
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