已知函数f(x)=|xe^x|,方程f(x)^2+tf(x)+1=0(t属于R)有四个实数根,求t的取值范围
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解析:先画好函数图象。
当x<0时,f (x) = -x exp(x),求导判断单调性:
f'(x) = -exp(x) - xexp(x) = - (x+1) exp(x),所以,
当 x < -1时,函数单调递增, f (-1) = 1/e,且f(x)总是在x轴上方的;
-1 < x < 0时,函数单调递减,f(0) = 0;
当x > 0时,f(x) = xexp(x),没问题是全单调递增的。
题目要求有四个根,那么你画一条平行于x轴的水平直线 y = u并不断向上移动,以及画出函数草图后就会看到,如果你解一元二次方程得到两个 f 数值,想要最后只有4个根的话,必须是大的f的数值 大于1/e,这样对应一个x,且小的f的数值 大于零小于1/e,这样对应三个x;如果你解方程只得到一个f 的数值,显然不可能达到题目的要求,因为从函数图象上看,这样最多解出三个根。无解更不要说了。
所以,基于以上分析,我们有:
(1)判别式 t^2 - 4 > 0;
(2)两个根 f1 = [-t + sqrt (t^2-4)]/2,f2 = [ -t - sqrt(t^2-4) ] /2,显然f1为大的解,那么根据上面说的,必须有:
f1 > f(-1) = 1/e,且 0<f2<1/e。
解(1)、(2)两个条件,得到t的范围是:
t < - e - 1/e
当x<0时,f (x) = -x exp(x),求导判断单调性:
f'(x) = -exp(x) - xexp(x) = - (x+1) exp(x),所以,
当 x < -1时,函数单调递增, f (-1) = 1/e,且f(x)总是在x轴上方的;
-1 < x < 0时,函数单调递减,f(0) = 0;
当x > 0时,f(x) = xexp(x),没问题是全单调递增的。
题目要求有四个根,那么你画一条平行于x轴的水平直线 y = u并不断向上移动,以及画出函数草图后就会看到,如果你解一元二次方程得到两个 f 数值,想要最后只有4个根的话,必须是大的f的数值 大于1/e,这样对应一个x,且小的f的数值 大于零小于1/e,这样对应三个x;如果你解方程只得到一个f 的数值,显然不可能达到题目的要求,因为从函数图象上看,这样最多解出三个根。无解更不要说了。
所以,基于以上分析,我们有:
(1)判别式 t^2 - 4 > 0;
(2)两个根 f1 = [-t + sqrt (t^2-4)]/2,f2 = [ -t - sqrt(t^2-4) ] /2,显然f1为大的解,那么根据上面说的,必须有:
f1 > f(-1) = 1/e,且 0<f2<1/e。
解(1)、(2)两个条件,得到t的范围是:
t < - e - 1/e
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y=xe^x, y'=(x+1)e^x,
在x<-1时,y'<0,y=xe^x递减;在x>-1时,y'>0,y=xe^x递增.
x=-1时,y=-1/e;x=0时,y=0;x趋于负无穷时,y趋于0;x趋于正无穷时,y趋于正无穷.可以画出草图.
然后可以画出f(x)=|xe^x|的草图.
设f(x)=a,
当a<0时,无解;
当a=0时,有1个根;
当0<a<1/e时,有3个根;
当w=1/a时,有2个根;
当w>1/a时,只有一个根.
而方程f(x)^2+tf(x)+1=0有四个实数根.
设方程z^2+tz+1=0的两根为z1,z2.
有z1*z2=1>0,z1≠z2(不然不能有4个实根),且z1>0,z2>0,
所以z^2+tz+1=0要有一个根在(0,1/e)上,另一个根在(1/e,+∞)上,就可以保证有四个根
设g(m)=z^2+tz+1,根据一元二次方程根的分布情况,
所以g(1/e)<0,g(0)>0
所以t<-(e^2+1)/e
在x<-1时,y'<0,y=xe^x递减;在x>-1时,y'>0,y=xe^x递增.
x=-1时,y=-1/e;x=0时,y=0;x趋于负无穷时,y趋于0;x趋于正无穷时,y趋于正无穷.可以画出草图.
然后可以画出f(x)=|xe^x|的草图.
设f(x)=a,
当a<0时,无解;
当a=0时,有1个根;
当0<a<1/e时,有3个根;
当w=1/a时,有2个根;
当w>1/a时,只有一个根.
而方程f(x)^2+tf(x)+1=0有四个实数根.
设方程z^2+tz+1=0的两根为z1,z2.
有z1*z2=1>0,z1≠z2(不然不能有4个实根),且z1>0,z2>0,
所以z^2+tz+1=0要有一个根在(0,1/e)上,另一个根在(1/e,+∞)上,就可以保证有四个根
设g(m)=z^2+tz+1,根据一元二次方程根的分布情况,
所以g(1/e)<0,g(0)>0
所以t<-(e^2+1)/e
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这个简单多了吧?
|xe^x|是偶函数单调性很简单,四个实数根就是要f(x)^2+tf(x)+1=0有两个大于0 的零点
那就是对称轴大于0,判别式大于0
就是t小于-2
|xe^x|是偶函数单调性很简单,四个实数根就是要f(x)^2+tf(x)+1=0有两个大于0 的零点
那就是对称轴大于0,判别式大于0
就是t小于-2
追问
|xe^x|不是偶函数啊
追答
不好意思,最近有点心不在焉 画出图像得到:根只可能一个在(0,1/e)另一个在(1/e,正无穷) 得到二次函数gm=m2+tm+1 满足g(1/e) 小于0即可 得到t小于-e-1/e
图像法比较简单。。。代数法看楼下的
来自:求助得到的回答
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忘了怎么做了,唉
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先画图 绝对值翻着 再二次方程的跟分布 我就最后一步不懂
追答
答案是不是 t小于-4 ?
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