让写作成为一种习惯,作文库欢迎您!
当前位置:首页 > > 学科 > > 数学 >

高中数学必修一函数零点图像法,高中函数零点

2024-05-07 21:02:12数学访问手机版221

已知函数f(x)=2x^2-alnx.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)设函数g(x)=-cos2x,试问在定义域内是否存在三个不同的自变量xi(i=1,2,3)使得函数f(xi)-g(xi)的值相等?若存在,请求出a的范围;若不存在请说明理由高中数学必修一函数零点图像法。
(1)解析:∵函数f(x)=2x^2-alnx,其定义域为x>0.
当a=0时,f(x)=2x^2,f(x)单调增;
当a<0时
f′(x)=4x−a/x>0,f(x)单调增;
当a>0时
令f′(x)=4x−a/x=(4x^2-a)/x=0==>x1=√a/2,x2=-√a/2(舍),
f′’(x)=4+a/x^2>0,∴f(x)在x=√a/2处取极小值
即x∈(0,√a/2]时,函数f(x)单调减;x∈(√a/2,+∞)时,函数f(x)单调增;

(2)解析:∵函数g(x)=-cos2x,
假设存在,三个不同的自变量xi(i=1,2,3)使得函数f(xi)-g(xi)的值相等
设f(xi)-g(xi)=m(i=1,2,3),
则对于某一实数m,方程f(x)-g(x)=m在(0,+∞)上有三个不同的实数根,
令F(x)=f(x)-g(x)-m=2x^2-alnx+cos2x-m,
F′(x)=4x−a/x−2sin2x有两个不同的零点,
即4x^2-2xsin2x=a有两个不同的解
令G(x)=4x^2-2xsin2x(x>0),
则G'(x)=8x-2sin2x-4xcos2x=2(2x-sin2x)+4x(1-cos2x),
设h(x)=2x-sin2x,则h′(x)=2-2cos2x≥0,故h(x)在(0,+∞)上单调递增,
则当x>0时h(x)>h(0)=0,即2x>sin2x,
又1-cos2x>0,
∴G′(x)>0,G(x)在(0,+∞)上是增函数,
∴a=4x^2-2xsin2x(x>0)至多只有一个解,故不存.