题目
[单选题]已知方程x5-5x+k=0有3个不同的实根,则k的取值范围是( ).A. (-∞,-4)B. (4,+∞)C. [-4,4]D. (-4,4)
[单选题]已知方程x5-5x+k=0有3个不同的实根,则k的取值范围是( ).
- A. (-∞,-4)
- B. (4,+∞)
- C. [-4,4]
- D. (-4,4)
题目解答
答案
正确答案:D
解析
考查要点:本题主要考查利用导数分析多项式方程实根个数的能力,涉及函数极值点的计算及图像交点的分析。
解题核心思路:
- 构造函数:将方程转化为函数$f(x) = x^5 -5x +k$,分析其图像与x轴的交点个数。
- 求导找极值点:通过求导确定函数的极大值和极小值点,计算对应的函数值。
- 极值与x轴的关系:当极大值大于0且极小值小于0时,函数图像与x轴有三个交点,对应方程有三个不同的实根。
破题关键点:
- 极值条件:极大值$f(-1) = 4 +k > 0$,极小值$f(1) = k -4 < 0$,联立解得$k \in (-4,4)$。
步骤1:构造函数并求导
设函数$f(x) = x^5 -5x +k$,求导得:
$f'(x) = 5x^4 -5$
步骤2:求极值点
令$f'(x) = 0$,解得:
$5x^4 -5 = 0 \implies x^4 = 1 \implies x = \pm 1$
因此,函数在$x = -1$和$x = 1$处有极值点。
步骤3:计算极值点的函数值
- 极大值($x = -1$):
$f(-1) = (-1)^5 -5(-1) +k = -1 +5 +k = 4 +k$ - 极小值($x = 1$):
$f(1) = 1^5 -5(1) +k = 1 -5 +k = k -4$
步骤4:分析极值与x轴的关系
当极大值$>0$且极小值$<0$时,函数图像与x轴有三个交点:
$\begin{cases}4 +k > 0 \implies k > -4 \\k -4 < 0 \implies k < 4\end{cases}$
联立得$k \in (-4,4)$。