已知函数 f(x)=e^ x -a(x+2) . (1)当…——2020 高考数学第 20 题答案解析

2020_新课标 I 卷 (2020·文)

2020 ?? 第 20 题 解答题 区分题
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20.已知函数 $f(x)=e^{x}-a(x+2)$ .
(1)当 $a=1$ 时,讨论 $f(x)$ 的单调性;
(2)若 $f(x)$ 有两个零点,求 $a$ 的取值范围.

参考答案(1) 减区间为 $(-\infty, 0)$ ,增区间为 $(0,+\infty)$; (2) $\left(\frac{1}{e},+\infty\right)$ .

完整解析 · 逐步详解

【答案】(1)减区间为 $(-\infty, 0)$ ,增区间为 $(0,+\infty)$ ;②$\left(\frac{1}{e},+\infty\right)$ .

## 【解析】

## 【分析】

(1)将 $a=1$ 代入函数解析式,对函数求导,分别令导数大于零和小于零,求得函数的单调增区间和减区间;
(2)若 $f(x)$ 有两个零点,即 $e^{x}-a(x+2)=0$ 有两个解,将其转化为 $a=\frac{e^{x}}{x+2}$ 有两个解,令 $h(x)=\frac{e^{x}}{x+2}(x \neq-2)$ ,求导研究函数图象的走向,从而求得结果.

【详解】①当 $a=1$ 时,$f(x)=e^{x}-(x+2), f^{\prime}(x)=e^{x}-1$ ,

令 $f^{\prime}(x)<0$ ,解得 $x<0$ ,令 $f^{\prime}(x)>0$ ,解得 $x>0$ ,

所以 $f(x)$ 的减区间为 $(-\infty, 0)$ ,增区间为 $(0,+\infty)$ ;
(2)若 $f(x)$ 有两个零点,即 $e^{x}-a(x+2)=0$ 有两个解,

从方程可知,$x=2$ 不成立,即 $a=\frac{e^{x}}{x+2}$ 有两个解,
令 $h(x)=\frac{e^{x}}{x+2}(x \neq-2)$ ,则有 $h^{\prime}(x)=\frac{e^{x}(x+2)-e^{x}}{(x+2)^{2}}=\frac{e^{x}(x+1)}{(x+2)^{2}}$ ,
令 $h^{\prime}(x)>0$ ,解得 $x>-1$ ,令 $h^{\prime}(x)<0$ ,解得 $x<-2$ 或 $-2

所以函数 $h(x)$ 在 $(-\infty,-2)$ 和 $(-2,-1)$ 上单调递减,在 $(-1,+\infty)$ 上单调递增,

且当 $x<-2$ 时,$h(x)<0$ ,

而 $x \rightarrow-2^{+}$时,$h(x) \rightarrow+\infty$ ,当 $x \rightarrow+\infty$ 时,$h(x) \rightarrow+\infty$ ,

所以当 $a=\frac{e^{x}}{x+2}$ 有两个解时,有 $a>h(-1)=\frac{1}{e}$ ,
所以满足条件的 $a$ 的取值范围是:$\left(\frac{1}{e},+\infty\right)$ .
【点睛】该题考查的是有关应用导数研究函数的问题,涉及到的知识点有应用导数研究函数的单调性,根据零点个数求参数的取值范围,在解题的过程中,也可以利用数形结合,将问

题转化为曲线 $y=e^{x}$ 和直线 $y=a(x+2)$ 有两个交点,利用过点 $(-2,0)$ 的曲线 $y=e^{x}$ 的切线斜率,结合图形求得结果.

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