已知函数f(x)=x2+bsinx-2(b∈R),F(x)=f(x)+2,且对于任意实数x,恒有F(x)-F(-x)=0.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)已知函数g(x)=f(x)+2(x+1)+alnx在区间(0,1)上单调递减,求实数a的取值范围;
(3)函数h(x)=ln(1+x2)-f(x)-k,(k∈R),试判断函数h(x)的零点个数?
网友回答
解:(1)∵函数f(x)=x2+bsinx-2(b∈R),F(x)=f(x)+2
∴F(x)=x2+bsinx
依题意,对任意实数x,恒有F(x)-F(-x)=0,即x2-bsinx=x2+bsinx,
∴2bsinx=0对于任意实数x都成立,∴b=0
∴f(x)=x2-2.
(2)∵函数g(x)=f(x)+2(x+1)+alnx,
∴g(x)=x2+2x+alnx,∴g′(x)=2x+2+?(x>0)
∵函数g(x)在(0,1)上单调递减,
∴在区间(0,1)上,g′(x)≤0在(0,1)上恒成立.
即2x2+2x+a≤0在(0,1)上恒成立.
∴a≤-(2x2+2x)在(0,1)上恒成立.
而u(x)=-(2x2+2x)在(0,1)上单调递减
∴a≤-4.
(3)∵函数h(x)=ln(1+x2)-f(x)-k═ln(1+x2)-x2+1-k,
∴h′(x)=
令h′(x)==0,解得x1=-1,x2=0,x3=1,列表如下:
x(-∞-1)-1(-1,0)0(0,1)1(1,+∞)y'+0-0+0-h(x)单调递增极大值ln2+单调递减极小值1单调递增极大值ln2+单调递减∴①当,函数没有零点;
②当1<k<ln2+,函数有四个零点;
③当k=ln2+,函数有两个零点;
④当k=1,函数有三个零点;
⑤当k<1,函数有两个零点;
解析分析:(1)先表示出F(x)的表达式,再根据对任意实数x,恒有F(x)-F(-x)=0,我们可以求出b的值,进而可确定函数f(x)的解析式;(2)将(1)中求出的函数f(x)的解析式代入函数g(x)然后求导,将问题转化为g′(x)≤0在(0,1)上恒成立,再利用分离参数法,我们就可以求实数a的取值范围;(3)利用导数法,求出h(x)=ln(1+x2)-f(x)-k的极值,将k与极值进行比较,即可得到结论
点评:本题考查利用奇函数的性质求函数的解析式,考查了函数的零点以及利用导数研究函数的最值,同时考查了计算能力,属于中档题.