Question

【題目】若函數(shù)在處有極值，且，則稱(chēng)為函數(shù)的“F點(diǎn)”.

（1）設(shè)函數(shù)（）.

①當(dāng)時(shí)，求函數(shù)的極值；

②若函數(shù)存在“F點(diǎn)”，求k的值；

（2）已知函數(shù)（a，b，，）存在兩個(gè)不相等的“F點(diǎn)”，，且，求a的取值范圍.

Answer 1

【答案】（1）①極小值為1，無(wú)極大值.②實(shí)數(shù)k的值為1.（2）

【解析】

（1）①將代入可得，求導(dǎo)討論函數(shù)單調(diào)性，即得極值；②設(shè)是函數(shù)的一個(gè)“F點(diǎn)”（），即是的零點(diǎn)，那么由導(dǎo)數(shù)可知，且，可得，根據(jù)可得，設(shè)，由的單調(diào)性可得，即得.（2）方法一：先求的導(dǎo)數(shù)，存在兩個(gè)不相等的“F點(diǎn)”，，可以由和韋達(dá)定理表示出，的關(guān)系，再由，可得的關(guān)系式，根據(jù)已知解即得.方法二：由函數(shù)存在不相等的兩個(gè)“F點(diǎn)”和，可知，是關(guān)于x的方程組的兩個(gè)相異實(shí)數(shù)根，由得，分兩種情況：是函數(shù)一個(gè)“F點(diǎn)”，不是函數(shù)一個(gè)“F點(diǎn)”，進(jìn)行討論即得.

解：（1）①當(dāng)時(shí)， （），

則有（），令得，

列表如下：

x		1
		0
		極小值

故函數(shù)在處取得極小值，極小值為1，無(wú)極大值.

②設(shè)是函數(shù)的一個(gè)“F點(diǎn)”（）.

（），是函數(shù)的零點(diǎn).

，由，得，，

由，得，即.

設(shè)，則，

所以函數(shù)在上單調(diào)增，注意到，

所以方程存在唯一實(shí)根1，所以，得，

根據(jù)①知，時(shí)，是函數(shù)的極小值點(diǎn)，

所以1是函數(shù)的“F點(diǎn)”.

綜上，得實(shí)數(shù)k的值為1.

（2）由（a，b，，），

可得（）.

又函數(shù)存在不相等的兩個(gè)“F點(diǎn)”和，

，是關(guān)于x的方程（）的兩個(gè)相異實(shí)數(shù)根.

又，，

，即，

從而

，，

即..

，

，

解得.所以，實(shí)數(shù)a的取值范圍為.

（2）（解法2）因?yàn)?/span>（ a，b，，）

所以（）.

又因?yàn)楹瘮?shù)存在不相等的兩個(gè)“F點(diǎn)”和，

所以，是關(guān)于x的方程組的兩個(gè)相異實(shí)數(shù)根.

由得，.

（2.1）當(dāng)是函數(shù)一個(gè)“F點(diǎn)”時(shí)，且.

所以，即.

又，

所以，所以.又，所以.

（2.2）當(dāng)不是函數(shù)一個(gè)“F點(diǎn)”時(shí)，

則，是關(guān)于x的方程的兩個(gè)相異實(shí)數(shù)根.

又，所以得所以，得.

所以，得.

綜合（2.1）（2.2），實(shí)數(shù)a的取值范圍為.