(5分)已知函数 f(x)=x^ 2 -2 x+a (e^…——2017 高考数学第 11 题答案解析

2017_新课标 III 卷 (2017·理)

2017 ?? 第 11 题 单选题 区分题
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11.(5分)已知函数 $f(x)=x^{2}-2 x+a\left(e^{x-1}+e^{-x+1}\right)$ 有唯一零点,则 $a=$( )

A. $-\frac{1}{2}$
B. $\frac{1}{3}$
C. $\frac{1}{2}$
D. 1
参考答案C

完整解析 · 逐步详解

【考点】52:函数零点的判定定理.
【专题】11:计算题;33:函数思想;49:综合法;51:函数的性质及应用.
【分析】通过转化可知问题等价于函数 $y=1-(x-1) 2$ 的图象与 $y=a\left(e^{x-1}+\frac{1}{e^{x-1}}\right.$ )的图象只有一个交点求 $a$ 的值.分 $a=0 , a<0 , a>0$ 三种情况,结合函数的单调性分析可得结论。
【解答】解:因为 $f(x)=x^{2}-2 x+a\left(e^{x-1}+e^{-x+1}\right)=-1+(x-1)^{2}+a\left(e^{x-1}+\frac{1}{e^{x-1}}\right.$ )$=0$ ,
所以函数 $f(x)$ 有唯一零点等价于方程 $1-(x-1)^{2}=a\left(e^{x-1}+\frac{1}{e^{x-1}}\right)$ 有唯一解等价于函数 $y=1-(x-1)^{2}$ 的图象与 $y=a\left(e^{x-1}+\frac{1}{e^{x-1}}\right)$ 的图象只有一个交点。
①当 $a=0$ 时,$f(x)=x^{2}-2 x \geq-1$ ,此时有两个零点,矛盾;
②当 $a<0$ 时,由于 $y=1-(x-1) 2$ 在 $(-\infty, 1)$ 上递增、在 $(1,+\infty)$ 上递减

且 $y=a\left(e^{x-1}+\frac{1}{e^{x-1}}\right)$ 在 $(-\infty, 1)$ 上递增、在 $(1,+\infty)$ 上递减,
所以函数 $y=1-(x-1)^{2}$ 的图象的最高点为 $A(1,1), y=a\left(e^{x-1}+\frac{1}{e^{x-1}}\right)$ 的图象的最高点为 $\mathrm{B} ~(1,2 \mathrm{a}) ~$ ,
由于 $2 a<0<1$ ,此时函数 $y=1-(x-1)^{2}$ 的图象与 $y=a\left(e^{x-1}+\frac{1}{e^{x-1}}\right)$ 的图象有两个交点,矛盾;
(3)当 $a>0$ 时,由于 $y=1-(x-1)^{2}$ 在 $(-\infty, 1)$ 上递增、在 $(1,+\infty)$ 上递减

且 $y=a\left(e^{x-1}+\frac{1}{e^{x-1}}\right)$ 在 $(-\infty, 1)$ 上递减、在 $(1,+\infty)$ 上递增,
所以函数 $y=1-(x-1)^{2}$ 的图象的最高点为 $A(1,1), y=a\left(e^{x-1}+\frac{1}{e^{x-1}}\right)$ 的图象的最低点为 $B(1,2 a)$ ,

由题可知点 A 与点 B 重合时满足条件,即 $2 \mathrm{a}=1$ ,即 $\mathrm{a}=\frac{1}{2}$ ,符合条件;
综上所述, $\mathrm{a}=\frac{1}{2}$ ,
故选:C.
【点评】本题考查函数零点的判定定理,考查函数的单调性,考查运算求解能力,考查数形结合能力,考查转化与化归思想,考查分类讨论的思想,注意解题方法的积累,属于难题。

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