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高考数学必做百题第90题(理科2017版)

  2016-10-11 08:20:42  

 090.已知函数$f\left( x \right)={{e}^{x-m}}-x$,其中$m$为常数。

(1)若对任意$x\in R$有$f\left( x \right)\ge 0$恒成立,求$m$的取值范围;
(2)当$m>1$时,判断$f\left( x \right)$在$\left[ 0,2m \right]$上零点的个数,并说明理由。
解:(1)∵$f\left( x \right)={{e}^{x-m}}-x$在$R$上连续,
∴$f'\left( x \right)={{e}^{x-m}}-1$,
令$f'\left( x \right)=0$,得$x=m$。
当$x\in \left( -\infty ,m \right)$时,${{e}^{x-m}}<1$,$f'\left( x \right)<0$,则$f\left( x \right)$单调递减;
当$x\in \left( m,+\infty  \right)$时,${{e}^{x-m}}>1$,$f'\left( x \right)>0$,则$f\left( x \right)$单调递增。
∴当$x=m$时,$f\left( m \right)=1-m$为极小值也是最小值。
∵对任意$x\in R$ ,$f\left( x \right)\ge 0$恒成立时,当且仅当
$f\left( m \right)=1-m\ge 0$,即$m\le 1$。
∴所求$m$的取值范围是$\left( -\infty ,1 \right]$。
(2)当$m>1$时,$f\left( m \right)=1-m<0$。
∵$f\left( 0 \right)={{e}^{-m}}>0$,∴$f\left( 0 \right)\cdot f\left( m \right)<0$,
且$f\left( x \right)$在$\left( 0,m \right)$上单调递减。
∴$f\left( x \right)$在$\left( 0,m \right)$上有一个零点。(在$\left( m,2m \right)$呢?)
∵$f\left( 2m \right)={{e}^{m}}-2m$,令$g\left( m \right)={{e}^{m}}-2m$,
∵当$m>1$时,$g'\left( m \right)={{e}^{m}}-2>0$,
∴$g\left( m \right)$在$\left( 1,+\infty  \right)$上单调递增,
∴$g\left( m \right)>g\left( 1 \right)=e-2>0$,即$f\left( 2m \right)>0$,
∴$f\left( m \right)\cdot f\left( 2m \right)<0$,
∴$f\left( x \right)$在$\left( m,2m \right)$上有一个零点。
综上所述,$f\left( x \right)$在$\left[ 0,2m \right]$上有两个零点。


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