Question

已知函數(shù)，g（x）=x+ax³，a為常數(shù)．
（1）求函數(shù)f（x）的定義域M；
（2）若a=0時，對于x∈M，比較f（x）與g（x）的大��；
（3）討論方程f（x）=g（x）解的個數(shù)．

Answer 1

解：（1）由，得：-1＜x＜1，∴函數(shù)f（x）的定義域M=（-1，1）． …（3分）
（2）令h（x）=f（x）-g（x），則a=0時，h（x）=．
又=（僅在x=0時，h'（x）=0）
∴h（x）在M=（-1，1）內(nèi)是增函數(shù)，…（6分）∴當-1＜x＜0時，h（x）＜h（0）=0，f（x）＜g（x）；
當x=0時，h（x）=h（0）=0，f（x）=g（x）；當0＜x＜1時，h（x）＞h（0）=0，f（x）＞g（x）． …（8分）
（3）討論方程f（x）=g（x）解的個數(shù)，即討論h（x）=f（x）-g（x）零點的個數(shù)．
因為h（x）=，所以=
①當a＜0時，，x²＜1，所以h'（x）═（僅在x=0時，h'（x）=0）h（x）在M=（-1，1）內(nèi)是增函數(shù)，
又h（0）=0，所以h（x）有唯一零點； …（9分）
②當a=0時，由（2）知h（x）有唯一零點； …（10分）
③當時，，0≤x²＜1h'（x）═（僅在x=0時，h'（x）=0）
所以h（x）在M=（-1，1）內(nèi)是增函數(shù)，又h（0）=0，所以h（x）有唯一零點； …（11分）
④當時，，h'（x）=，或時，h'（x）＞0，h（x）遞增，時，h'（x）＜0，h（x）遞減．，；
x→-1⁺時，h（x）→-∞； x→1^-時，h（x）→+∞，
∴h（x）在區(qū)間，及內(nèi)各有一個零點．
…（13分）
綜上，當時，方程f（x）=g（x）有唯一解；
當時，方程f（x）=g（x）有三個解． …（14分）
分析：（1）由題意，真數(shù)大于0，可得不等式，從而確定函數(shù)f（x）的定義域M；
（2）a=0時，h（x）=．求導(dǎo)函數(shù)可知h（x）在M=（-1，1）內(nèi)是增函數(shù)，從而可解；
（3）討論方程f（x）=g（x）解的個數(shù)，即討論h（x）=f（x）-g（x）零點的個數(shù)．由于=，故對a進行討論，從而確定函數(shù)的零點．
點評：本題主要考查函數(shù)的定義域，考查利用單調(diào)性比較大小，利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)零點問題，有一定的難度．