已知函数 $f(x)=\left|x{\rm e}^{x+1}\right|$,关于 $x$ 的方程 $f^2(x)+2\sin\alpha\cdot f(x)+\cos \alpha=0$ 有四个不等实根,且 $\sin\alpha-\cos\alpha\geqslant \lambda$ 恒成立,则实数 $\lambda$ 的最大值为
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    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
    >
    函数
    >
    复合函数
【答案】
$-\dfrac 75$
【解析】
由于$$\left(x{\rm e}^{x+1}\right)'=(x+1){\rm e}^x,$$于是函数 $f(x)$ 的图象如下:因此关于 $t$ 的方程$$t^2+2\sin\alpha\cdot t+\cos\alpha=0$$的两个实根 $t_1,t_2$ 可能有两种分布:
情形一 $t_1=0$,$t_2\in (0,1)$.
此时由 $t_1=0$ 可得 $\cos\alpha=0$,进而 $\sin\alpha=\pm 1$,于是 $t_2=\pm 2$,矛盾.
情形二 $t_1\in (0,1)$,$t_2\in (1,+\infty)$.
此时记关于 $t$ 的方程的左边为 $g(t)$,则$$\begin{cases} g(0)>0,\\ g(1)<0,\end{cases}$$即$$\begin{cases} \cos\alpha>0,\\ 2\sin\alpha +\cos\alpha +1<0.\end{cases} $$转化为规划问题:已知$$\begin{cases}x^2+y^2=1,\\2x+y+1<0,\\y>0,\end{cases}$$求 $x-y$ 的下确界.
如图,作出可行域弧 $AB$(不包含端点),其中 $A(-1,0)$,$B\left(-\dfrac 45,\dfrac 35\right)$.因此 $x-y$ 的下确界为 $-\dfrac 75$,当 $(x,y)\to\left(-\dfrac 45,\dfrac 35\right)$ 时取得,也即 $\lambda$ 的最大值为 $-\dfrac 75$.
题目 答案 解析 备注
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