Question

設(shè)函數(shù)f(x)＝－ax2，a∈R.

(1)當(dāng)a＝2時(shí)，求函數(shù)f(x)的零點(diǎn)；

(2)當(dāng)a>0時(shí)，求證：函數(shù)f(x)在(0，＋∞)內(nèi)有且僅有一個(gè)零點(diǎn)；

(3)若函數(shù)f(x)有四個(gè)不同的零點(diǎn)，求a的取值范圍．

 

Answer 1

（1）0，x＝，x＝，x＝（2）見(jiàn)解析（3）(1，＋∞)

【解析】(1)【解析】
當(dāng)x≥0時(shí)，由f(x)＝0，得－2x2＝0，即x(2x2＋4x－1)＝0，解得x＝0或x＝ (舍負(fù))；

當(dāng)x<0時(shí)，由f(x)＝0，得－2x2＝0，

即x(2x2＋4x＋1)＝0(x≠－2)，解得x＝.

綜上所述，函數(shù)f(x)的零點(diǎn)為0，x＝，x＝，x＝.

(2)證明：當(dāng)a>0且x>0時(shí)，由f(x)＝0，得－ax2＝0，即ax2＋2ax－1＝0.

記g(x)＝ax2＋2ax－1，則函數(shù)g(x)的圖象是開(kāi)口向上的拋物線．

又g(0)＝－1<0，所以函數(shù)g(x)在(0，＋∞)內(nèi)有且僅有一個(gè)零點(diǎn)，

即函數(shù)f(x)在區(qū)間(0，＋∞)內(nèi)有且僅有一個(gè)零點(diǎn)．

(3)【解析】
易知0是函數(shù)f(x)的零點(diǎn)．

對(duì)于x>0，由(2)知，當(dāng)a>0時(shí)，函數(shù)f(x)在區(qū)間(0，＋∞)內(nèi)有且僅有一個(gè)零點(diǎn)；

當(dāng)a≤0時(shí)，g(x)＝ax2＋2ax－1<0恒成立，因此函數(shù)f(x)在區(qū)間(0，＋∞)內(nèi)無(wú)零點(diǎn)．

于是，要使函數(shù)f(x)有四個(gè)不同的零點(diǎn)，函數(shù)f(x)在區(qū)間(－∞，0)內(nèi)就要有兩個(gè)不同的零點(diǎn)．

當(dāng)x<0時(shí)，由f(x)＝0，得－ax2＝0，即ax2＋2ax＋1＝0(x≠－2)．①

因?yàn)?/span>a＝0不符合題意，所以①式可化為x2＋2x＋＝0(x≠－2)，即x2＋2x＝－＝0.

作出函數(shù)h(x)＝x2＋2x(x<0)的圖象便知－1<－<0，得a>1，

綜上所述，a的取值范圍是(1，＋∞)．