已知函数f(x)=16ln(1+x)+x2-10x,直线y=b与函数y=f(x)的图象有3个交点,求b的取值范围
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这题关键就在于确定函数f(x)的单调性以及极值点。然后通过画图就可以很快知道答案。
解:f'(x) = 16/(1+x) + 2x - 10
= 2(x-1)(x-3) / (x+1) (中间通分的过程就不写了,计算问题)
由于函数的定义域是在x+1>0的范围内的,所以分母肯定是正的。所以整个函数的单调性取决于x和零点x = 1以及x = 3的位置关系。
当 -1 < x < 1时,分子为正,导数为正,函数递增;
当 1 < x < 3时,分子为负,导数为负,函数递减;
当 3 < x 时,分子为正,导数为正,函数递增;
而且,注意到当x 从右边趋于 -1时,函数数值是趋于负无穷大的,同时当 x 趋于正无穷大时,函数数值也是正无穷大的(对数部分和二次部分都趋于正无穷大),因此无论直线y=b位置在哪儿,和y = f(x)的图象都至少有一个交点。
画图。根据刚才的分析,x = 1是函数的极大值点(左边递增右边递减),x = 3是函数的极小值点(左边递减右边递增),所以要让y = b和函数图象有3个交点,y=b 就必须位于两个极值之间(不能等于极值),亦即必须 f(3) < b < f(1),于是,b的取值范围是:
16ln(4) - 21 < b < 16ln(2) - 9
解:f'(x) = 16/(1+x) + 2x - 10
= 2(x-1)(x-3) / (x+1) (中间通分的过程就不写了,计算问题)
由于函数的定义域是在x+1>0的范围内的,所以分母肯定是正的。所以整个函数的单调性取决于x和零点x = 1以及x = 3的位置关系。
当 -1 < x < 1时,分子为正,导数为正,函数递增;
当 1 < x < 3时,分子为负,导数为负,函数递减;
当 3 < x 时,分子为正,导数为正,函数递增;
而且,注意到当x 从右边趋于 -1时,函数数值是趋于负无穷大的,同时当 x 趋于正无穷大时,函数数值也是正无穷大的(对数部分和二次部分都趋于正无穷大),因此无论直线y=b位置在哪儿,和y = f(x)的图象都至少有一个交点。
画图。根据刚才的分析,x = 1是函数的极大值点(左边递增右边递减),x = 3是函数的极小值点(左边递减右边递增),所以要让y = b和函数图象有3个交点,y=b 就必须位于两个极值之间(不能等于极值),亦即必须 f(3) < b < f(1),于是,b的取值范围是:
16ln(4) - 21 < b < 16ln(2) - 9
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