已知函数$$f\left(x\right)=1+x-\dfrac{x^2}{2}+\dfrac{x^3}{3}-\dfrac{x^4}{4}+\cdots+\dfrac{x^{2017}}{2017},$$函数$$g\left(x\right)=1-x+\dfrac{x^2}{2}-\dfrac{x^3}{3}+\dfrac{x^4}{4}+\cdots-\dfrac{x^{2017}}{2017}.$$设 $F\left(x\right)=f\left(x+3\right)\cdot g\left(x-3\right)$,且函数 $F\left(x\right)$ 的零点在区间 $\left[a,b\right]\left(a<b,a,b\in\mathbb Z\right)$ 内,则 $b-a$ 的最小值为 .
【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
$9$
【解析】
设函数$$h(x)=x-\dfrac{x^2}{2}+\dfrac{x^3}{3}-\dfrac{x^4}{4}+\cdots+\dfrac{x^{2017}}{2017},$$则 $f(x)=1+h(x)$,$g(x)=1-h(x)$.因此只需要考虑函数 $h(x)$ 的图象与直线 $y=1$ 以及 $y=-1$ 的公共点的横坐标的范围.函数 $h(x)$ 的导函数$$h'(x)=1-x+x^2-x^3+\cdots +x^{2016}=\begin{cases} \dfrac{1+x^{2017}}{1+x},&x\ne -1,\\ 2017,&x=-1,\end{cases}$$因此在 $\mathbb R$ 上,函数 $h(x)$ 单调递增.而\[\begin{split} h(-1)&=-1-\dfrac 12-\dfrac 13-\dfrac 14-\cdots -\dfrac 1{2017}\in (-\infty,-1),\\ h(0)&=0,\\ h(1)&=1-\dfrac 12+\dfrac 13-\dfrac 14+\cdots +\dfrac 1{2017}\in (0,1),\\ h(2)&=2+2^2\left(-\dfrac 12+\dfrac 23\right)+2^4\left(-\dfrac 14+\dfrac 25\right)+\cdots +2^{2016}\left(-\dfrac{1}{2016}+\dfrac{2}{2017}\right)\in (2,+\infty)\end{split}\]因此函数 $f(x)$ 的零点位于 $(-1,0)$ 内,函数 $g(x)$ 的零点位于 $(1,2)$ 内,进而函数 $F(x)$ 的零点分别位于 $(-4,-3)$ 和 $(4,5)$ 内,于是 $b-a$ 的最小值为 $9$.
题目
答案
解析
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