Question

（2012•�？谀�擬）已知函數(shù)f（x）=x²+bsinx-2（b∈R），F(xiàn)（x）=f（x）+2，且對于任意實(shí)數(shù)x，恒有F（x）-F（-x）=0．
（1）求函數(shù)f（x）的解析式；
（2）已知函數(shù)g（x）=f（x）+2（x+1）+alnx在區(qū)間（0，1）上單調(diào)遞減，求實(shí)數(shù)a的取值范圍；
（3）函數(shù)h（x）=ln（1+x²）-

1

2

f（x）-k，（k∈R），試判斷函數(shù)h（x）的零點(diǎn)個(gè)數(shù)？

Answer 1

分析：（1）先表示出F（x）的表達(dá)式，再根據(jù)對任意實(shí)數(shù)x，恒有F（x）-F（-x）=0，我們可以求出b的值，進(jìn)而可確定函數(shù)f（x）的解析式；
（2）將（1）中求出的函數(shù)f（x）的解析式代入函數(shù)g（x）然后求導(dǎo)，將問題轉(zhuǎn)化為g′（x）≤0在（0，1）上恒成立，再利用分離參數(shù)法，我們就可以求實(shí)數(shù)a的取值范圍；
（3）利用導(dǎo)數(shù)法，求出h（x）=ln（1+x²）-

1

2

f（x）-k的極值，將k與極值進(jìn)行比較，即可得到結(jié)論

解答：解：（1）∵函數(shù)f（x）=x²+bsinx-2（b∈R），F(xiàn)（x）=f（x）+2
∴F（x）=x²+bsinx
依題意，對任意實(shí)數(shù)x，恒有F（x）-F（-x）=0，即x²-bsinx=x²+bsinx，
∴2bsinx=0對于任意實(shí)數(shù)x都成立，∴b=0
∴f（x）=x²-2．
（2）∵函數(shù)g（x）=f（x）+2（x+1）+alnx，
∴g（x）=x²+2x+alnx，∴g′（x）=2x+2+

a

x

 （x＞0）
∵函數(shù)g（x）在（0，1）上單調(diào)遞減，
∴在區(qū)間（0，1）上，g′（x）≤0在（0，1）上恒成立．
即2x²+2x+a≤0在（0，1）上恒成立．
∴a≤-（2x²+2x）在（0，1）上恒成立．
而u（x）=-（2x²+2x）在（0，1）上單調(diào)遞減
∴a≤-4．
（3）∵函數(shù)h（x）=ln（1+x²）-

1

2

f（x）-k═ln（1+x²）-

1

2

x²+1-k，
∴h′（x）=

2x

1+x2

-x
令h′（x）=

2x

1+x2

-x=0，解得x₁=-1，x₂=0，x₃=1，列表如下：

x	（-∞-1）	-1	（-1，0）	0	（0，1）	1	（1，+∞）
y'	+	0	-	0	+	0	-
h（x）	單調(diào)遞增	極大值ln2+ 1 2	單調(diào)遞減	極小值1	單調(diào)遞增	極大值ln2+ 1 2	單調(diào)遞減

∴①當(dāng)k＞ln2+

1

2

，函數(shù)沒有零點(diǎn)；
②當(dāng)1＜k＜ln2+

1

2

，函數(shù)有四個(gè)零點(diǎn)；
③當(dāng)k=ln2+

1

2

，函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)；
④當(dāng)k=1，函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn)；
⑤當(dāng)k＜1，函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)；

點(diǎn)評：本題考查利用奇函數(shù)的性質(zhì)求函數(shù)的解析式，考查了函數(shù)的零點(diǎn)以及利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的最值，同時(shí)考查了計(jì)算能力，屬于中檔題．