已知函数 $f(x)={\rm{e}}^x-ax^2$
【难度】
【出处】
2018年高考全国卷(II)
【标注】
  • 知识点
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    微积分初步
    >
    导数的运算
    >
    求导法则
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    导数的运算
    >
    导数公式
  • 知识点
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    微积分初步
    >
    利用导数研究函数的性质
    >
    利用导数研究函数的单调性
  • 知识点
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    微积分初步
    >
    利用导数研究函数的性质
    >
    利用导数研究函数的零点
  • 知识点
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    微积分初步
    >
    导数问题中的技巧
    >
    参数的讨论
  1. 若 $a=1$,证明:当 $x\ge0$ 时,$f(x)\ge1$;
    标注
    • 知识点
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      微积分初步
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      导数的运算
      >
      求导法则
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      微积分初步
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      导数的运算
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      导数公式
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      微积分初步
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      利用导数研究函数的性质
      >
      利用导数研究函数的单调性
    答案
    解析
    容易得到 $f(0)=1$,$f^{\prime}(x)={\rm{e}}^x-2x$,$f^{{\prime}{\prime}}(x)={\rm{e}}^x-2$.
    所以 $f^{\prime}(x)$ 在 $(0,\ln2)$ 递减,在 $(\ln2,+\infty)$ 递增,且 $f^{\prime}(\ln2)=2-2\ln2>0$,
    故 $f(x)$ 在 $(0,\infty)$ 单调递增,结合 $f(0)=1$,命题得证.
  2. 若 $f(x)$ 在 $(0,+\infty)$ 只有一个零点,求 $a$.
    标注
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      微积分初步
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      利用导数研究函数的性质
      >
      利用导数研究函数的零点
    • 知识点
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      微积分初步
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      导数问题中的技巧
      >
      参数的讨论
    答案
    解析
    $a=0$ 显然不可以,
    相当于 $\dfrac{1}{a}=\dfrac{x^2}{{\rm{e}}^x}$,令 $g(x)=\dfrac{x^2}{{\rm{e}}^x}$,$g^{\prime}(x)=\dfrac{2x-x^2}{{\rm{e}}^x}$
    故 $g(x)$ 在 $(0,2)$ 单调递增,$(2,+\infty)$ 单调递减,
    $g(2)=\dfrac{4}{{\rm{e}}^2}$,$g(0)=0$,$x\rightarrow{+\infty}$,$g(x)\rightarrow{0}$
    故 $\dfrac{1}{a}=\dfrac{4}{{\rm{e}}^2}$,$a=\dfrac{{\rm{e}}^2}{4}$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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