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设a为常数,讨论两曲线y=ex与y=的公共点的个数及相应的a的取值范围.
设a为常数,讨论两曲线y=ex与y=的公共点的个数及相应的a的取值范围.
admin
2022-10-09
36
问题
设a为常数,讨论两曲线y=e
x
与y=
的公共点的个数及相应的a的取值范围.
选项
答案
若a=0,则易知y=e
x
与y=0无公共点,以下设a≠0.讨论y=e
x
与y=[*]交点的个数,等同于讨论方程e
x
=[*]的根的个数,亦即等同于讨论函数 f(x)=xe
x
-a 的零点个数. f
’
(x)=(x﹢1)e
x
[*]0, 得唯一驻点x
0
=-1.当x<-1时,f
’
(x)<0;当x>-1时,f
’
(x)﹥0.所以 minf(x)=f(-1)=-e
-1
-a. 又 f(-∞)=[*]f(x)=-a, f(﹢∞)=[*]f(x)=﹢∞. ①设-e
-1
-a﹥0,即设a<-e
-1
,则minf(x)>0,f(x)无零点; ②设-e
-1
-a=0,即设a=-e
-1
,则f(x)有唯一零点x
0
=-1; ③设-e
-1
-a﹤0,即设a>-e
-1
.又分两种情形: (i)设-e
-1
﹤a﹤0,则有f(-∞)=-a﹥0,f(-1)=-e
-1
-a﹤0,f(﹢∞)>0.而在区间 (-∞,-1)内f(x)单调减少,在区间(-1,﹢∞)内f(x)单调增加,故f(x)有且仅有两个零点; (ii)设a﹥0.易知f(x)=xe
x
-a在区间(-∞,0]内无零点,而在区间(0,﹢∞)内,f(0
﹢
)=-a﹤0. f(﹢∞)=﹢∞,f
’
(x)=(x﹢1)e
x
﹥0,所以f(x)在区间(0,﹢∞)内刚好有1个零点.讨论完毕. 综上,有结论: 当a<-e
-1
或a=0时,无交点;当a=-e
-1
时,有唯一交点(切点);当-e
-1
﹤a﹤0时,有两个交点;当a>0时,在区间(-∞,0]内无交点,而在区间(0,﹢∞)内,即第一象限内有唯一交点.
解析
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考研数学二
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