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已知函数f(x)=12e2x−e(ex+e−x)−x.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/21 23:24:31
已知函数f(x)=
1
2
e
(I)由题意得f′(x)=e2x-e(ex-e-x)-(12分)=
1
ex(ex−e)(ex−1)(ex+1),(3分)
则当ex<1或ex>e即x<0或x>1时f′(x)>0,
当1<ex<e即0<x<1时f′(x)<0,
故函数f(x)在(-∞,0)与(1,+∞)上为增函数,在(0,1)上为减函数,(5分)
则它的极大值为f(0)=
1
2−2e,极小值为f(1)=−
1
2e2−2.(7分)

(II)当a=1时,由(I)可知方程f(x)=
f(−a)+f(a)
2在区间[-a,a]上最多只有两个根,故不符合题意.(9分)

f(−a)+f(a)
2=
1
4(e2a+e−2a)−e(ea+e−a),
设ea+e-a=t,则e2a+e-2a=t2-2,
设g(a)=
f(−a)+f(a)
2=
1
4t2−et−
1
2=
1
4(t−2e)2−e2−
1
2,(11分)
当a=2时,g(2)−f(1)=
1
4[(e2+e−2−2e)2−2e2+6]<0,(这里可利用e≈2.7近似估算得出)
则方程f(x)=
f(−a)+f(a)
2在区间[-a,a]上最多只有一个根.(13分)
当a≥3时,t=ea+e-a在a∈[3,+∞)上是增函数,
又t>2e,则g(a)在a∈[3,+∞)上是增函数,则
f(−a)+f(a)
2≥
f(−3)+f(3)
2>f(0),
则方程f(x)=
f(−a)+f(a)
2在区间[-a,a]上最多只有一个根.
故不存在正整数a,使得方程f(x)=
f(−a)+f(a)
2在区间[-a,a]上有三个不同的实根.(15分)
解法2:设h(x)=f(x)−
f(−a)+f(a)
2,则函数h(x)与f(x)具有相同的单调性,且h(x)的极大值为h(0),极小值为h(1),又h(−a)h(a)=−
1
4[f(a)−f(−a)]2≤0,则h(x)区间[-a,a]上一定有零点,只有当h(0)>0,h(1)<0时才有可能出现三个零点,下面对正整数a进行讨论与验证(同上).