设 $a,b,c$ 为实数,$f(x)=(x+a)\left(x^2+bx+c\right)$,$g(x)=(ax+1)\left(cx^2+bx+1\right)$.记集合 $S=\left\{x\mid f(x)=0,x\in\mathbb R\right\}$,$T=\left\{x\mid g(x)=0,x\in\mathbb R\right\}$,若 $\mathrm{Card}(S),\mathrm{Card}(T)$ 分别表示集合 $S,T$ 的元素个数,则下列结论不可能的是 \((\qquad)\)
A: $\mathrm{Card}(S)=1$ 且 $\mathrm{Card}(T)=0$
B: $\mathrm{Card}(S)=1$ 且 $\mathrm{Card}(T)=1$
C: $\mathrm{Card}(S)=2$ 且 $\mathrm{Card}(T)=2$
D: $\mathrm{Card}(S)=2$ 且 $\mathrm{Card}(T)=3$
【难度】
【出处】
【标注】
  • 方法
    >
    思考方式
    >
    映射计数法
  • 知识点
    >
    函数
    >
    函数的图象与性质
    >
    函数的零点
【答案】
D
【解析】
注意到$$g(x)=\begin{cases}x^3\left(\dfrac 1x+a\right)\left(\dfrac{1}{x^2}+b\cdot\dfrac{1}{x}+c\right),&x\neq 0,\\1,&x=0,\end{cases}$$即$$g(x)=\begin{cases}x^3f\left(\dfrac 1x\right),&x\neq 0,\\1,&x=0,\end{cases}$$于是$$T=\left\{\dfrac 1x\mid x\in S\land x\neq 0\right\}.$$所以有 $\mathrm{Card}(T)\leqslant\mathrm{Card}(S)$,且 $\mathrm{Card}(T)$ 最多比 $\mathrm{Card}(S)$ 小 $1$(取决于 $S$ 中是否包含 $0$),选项D不可能.
接下来给出选项A,B,C的构造:
A.$f(x)=x^3$,$a=b=c=0$;
B.$f(x)=(x-1)^3$,$a=-1,b=-2,c=1$;
C.$f(x)=(x-1)(x-2)^2$,$a=-1,b=-4,c=4$.
题目 答案 解析 备注
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