Question

17．若x₀∈R滿(mǎn)足f（x₀）=x₀，則稱(chēng)x₀為f（x）的不動(dòng)點(diǎn)．
（1）若函數(shù)f（x）=x²+ax+a沒(méi)有不動(dòng)點(diǎn)，求實(shí)數(shù)a的取值范圍；
（2）若函數(shù)f（x）=-lnx+3的不動(dòng)點(diǎn)x₀∈[n，n+1]，n∈Z，求n的值；
（3）若函數(shù)f（x）=log₂（4^x+a•2^x+a+1）有不動(dòng)點(diǎn)，求實(shí)數(shù)a的取值范圍．

Answer 1

分析 （1）不動(dòng)點(diǎn)實(shí)際上就是方程f（x₀）=x₀的實(shí)數(shù)根．二次函數(shù)f（x）=x²+ax+a沒(méi)有不動(dòng)點(diǎn)，是指方程x=x²+ax+a無(wú)實(shí)根．即方程x=x²+ax+a無(wú)實(shí)根，然后根據(jù)根的判別式△＜0解答即可．
（2）先轉(zhuǎn)化為兩個(gè)簡(jiǎn)單函數(shù)判斷交點(diǎn)所在區(qū)間的大致范圍，再由零點(diǎn)判定定理確定即可．
（3）函數(shù)f（x）=log₂（4^x+a•2^x+a+1）有不動(dòng)點(diǎn)，轉(zhuǎn)化為關(guān)于2^x的方程4^x+（a-1）•2^x+a+1=0，有正解，得到不等式求解即可．

解答 解：（1）根據(jù)題意，得x=x²+ax+a無(wú)實(shí)數(shù)根，
即x²+（a-1）x+a=0無(wú)實(shí)數(shù)根，
∴△=（a-1）²-4a＜0，
解得：3-$2\sqrt{2}$＜a＜3+2$\sqrt{2}$；
故答案為：（3-$2\sqrt{2}$，3+2$\sqrt{2}$）．
（2）解：函數(shù)f（x）=-lnx+3的不動(dòng)點(diǎn)x₀∈[n，n+1]，n∈Z，即lnx+x-3=0
∴l(xiāng)nx=3-x，令g（x）=lnx，h（x）=3-x在同一坐標(biāo)系畫(huà)出圖象可得
由圖可知x₀＞1，令f（x）=lnx+x-3，
∵f（1）f（2）=-2（ln2-2）＞0，
f（2）f（3）=（ln2-2）ln3＜0，
f（3）f（4）=ln3（ln4+1）＞0，
可知n=2，
（3）函數(shù)f（x）=log₂（4^x+a•2^x+a+1）有不動(dòng)點(diǎn)，可得log₂（4^x+a•2^x+a+1）=x，
轉(zhuǎn)化為關(guān)于2^x的方程4^x+（a-1）•2^x+a+1=0有正根，令t=2^x．可得t²+（a-1）t+a+1=0，
$\left\{\begin{array}{l}△={（a-1）}^{2}-4a-4≥0\\ a-1＜0\end{array}\right.$或a+1＜0，
解得：a＜1．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查函數(shù)零點(diǎn)所在區(qū)間的求法--圖象法和零點(diǎn)判定定理．將函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)交點(diǎn)的問(wèn)題是常用的手段．二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征、函數(shù)與方程的綜合運(yùn)用，解答該題時(shí)，借用了一元二次方程的根的判別式與根這一知識(shí)點(diǎn)．