设函数 $f(x)={\rm e}^x(2x-1)-ax+a$,其中 $a<1$,若存在唯一的整数 $x_0$ 使得 $f(x_0)<0$,则 $a$ 的取值范围是 \((\qquad)\)
A: $\left[-\dfrac{3}{2{\rm e}},1\right)$
B: $\left[-\dfrac{3}{2{\rm e}},\dfrac 34\right)$
C: $\left[\dfrac{3}{2{\rm e}},\dfrac 34\right)$
D: $\left[\dfrac{3}{2{\rm e}},1\right)$
【难度】
【出处】
【标注】
【答案】
D
【解析】
半分离变量 考虑将含参不等式$${\rm e}^x(2x-1)-ax+a<0$$分离为$${\rm e}^x(2x-1)<a(x-1),$$这样题意即曲线 $g(x)={\rm e}^x(2x-1)$ 在过定点 $(1,0)$ 且斜率为 $a$ 的直线 $y=a(x-1)$ 下方的部分在 $x$ 轴上的投影只包含唯一整数.
由于 $g(x)$ 的导函数$$g'(x)={\rm e}^x(2x+1),$$于是 $g(x)$ 在 $x=-\dfrac 12$ 处取得极小值 $-\dfrac{2}{\sqrt{\rm e}}$,如图.结合图象可知,符合题意的唯一整数为 $0$.设 $B(-1,g(-1))$,$C(0,g(0))$,则 $a$ 的取值范围为从直线 $AB$ 的斜率到直线 $AC$ 斜率的左闭右开区间,也即 $\left[\dfrac{3}{2{\rm e}},1\right)$.
分离变量考虑函数 $\varphi(x)={\rm e}^x\cdot \dfrac{2x-1}{x-1}$,则其导函数$$\varphi'(x)={\rm e}^x\cdot \dfrac{x(2x-3)}{(x-1)^2},$$进而可得结果.
题目 答案 解析 备注
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