1、研究2014年高考天津卷理科压轴题题1 (2014年高考天津卷理科第20题)设f(x)xaex(aR),xR.已知函数yf(x)有两个零点x1,x2,且x1x2.(1)求a的取值范围;(2)证明:随着a的减小而增大;(3)证明:x1x2随着a的减小而增大解 (1)题设即关于的方程有两个零点.用导数可得函数在上分别是增函数、减函数,且.由此可作出函数的图象如图1所示:图1所以所求答案为.(2)设.关于的方程的两个零点分别是;关于的方程的两个零点分别是.图2由图2可得,所以,即欲证成立.(2)的另证 可得,所以.由已证的,得,所以,即欲证成立.(3)可设.在(2)的另证中已得,即.所以 得.设,得
2、.再设,得,所以是增函数,得.再由此得,所以即是的增函数.又由(2)的结论知,是的减函数.所以是的减函数,即欲证结论成立.笔者研究题1后,得到了如下结论:定理1 若函数f(x)xaex(xR)有两个零点x1,x2(x1x2),则(设):(1)的取值范围分别是,且.(2)均是的增函数也均是的减函数,它们的取值范围分别是;是的减函数也是的增函数,其取值范围是(0,1).(3).证明 (1)由题1(1)的解答及式立得.(2)由以上题1的结论(2),(3)及(2)的另证得:均是的减函数.又题1的结论(2)“即是的减函数”也即“是的减函数”,所以均是的增函数.由(1)的结论,可得再由洛必达法则,可得的取
3、值范围分别是.由(1)的结论,可得.设,得所以是增函数,再由洛必达法则,可得函数的值域是.所以是的增函数也是的减函数,其取值范围是.由(1)的结论,可得.设,得所以是减函数,再由洛必达法则,可得函数的值域是.令后,可得是的减函数也是的增函数,其取值范围是(0,1).由,分别是的增函数,可得是的增函数也是的减函数.可得,再由洛必达法则,可得的取值范围是.可得.三次用导数可证函数是减函数,再由洛必达法则,可得的取值范围是(0,1).可得.设,得设,得进而可得均是的增函数也是的减函数,其取值范围是.(3)由(2)的结论得,又,所以.推论 若函数有两个零点x1,x2(x1x2),则(设):(1)的取值
4、范围分别是,且.(2)均是的增函数也均是的减函数,它们的取值范围分别是;是的减函数也是的增函数,其取值范围是.(3).定理2 若有两个零点x1,x2(x1x2),则(设):(1)的取值范围分别是,且.(2)均是的增函数也均是的减函数,它们的取值范围分别是.证明 (1)略.(2)由(1)的结论,得 即显然是的增函数;用导数可证均是的增函数,所以均是的增函数.由函数的图象可知即是的减函数,所以均是的减函数.再由洛必达法则,可得欲证成立.猜想1 均是的增函数;是的减函数.定理3 若有两个零点x1,x2(x1x2),则(设):(1)的取值范围分别是,且.(2)均是的增函数也均是的增函数,它们的取值范围分别是;是的减函数也是的减函数,其取值范围是.猜想2 均是的增函数;是的减函数.