题目
7.已知函数 (x)=a(e)^2x-(x)^2 有三个零点,则实数a的取值范围是 ()-|||-A. [ 0,dfrac (1)({e)^2}] B. (0,dfrac (1)({e)^2}) C. [ 0,dfrac (4)({e)^2}] D. (0,dfrac (4)({e)^2})

题目解答
答案

解析
步骤 1:将问题转化为方程的根的问题
函数 $f(x)=a{e}^{2x}-{x}^{2}$ 有三个零点,等价于方程 $a{e}^{2x}-{x}^{2}=0$ 有三个实数根,即 $a=\dfrac{{x}^{2}}{{e}^{2x}}$ 有三个实数根。
步骤 2:构造函数并求导
构造函数 $g(x)=\dfrac{{x}^{2}}{{e}^{2x}}$,求导得到 $g'(x)=\dfrac{2x(1-x)}{{e}^{2x}}$。
步骤 3:分析函数的单调性
由 $g'(x)=\dfrac{2x(1-x)}{{e}^{2x}}$ 可知,当 $x\in (-\infty,0)\cup(1,+\infty)$ 时,$g'(x)<0$,函数 $g(x)$ 单调递减;当 $x\in (0,1)$ 时,$g'(x)>0$,函数 $g(x)$ 单调递增。
步骤 4:确定函数的极值点
当 $x=0$ 时,$g(x)$ 取得极小值 $g(0)=0$;当 $x=1$ 时,$g(x)$ 取得极大值 $g(1)=\dfrac{1}{{e}^{2}}$。
步骤 5:分析函数的图像
结合函数的单调性和极值点,可以画出函数 $g(x)$ 的图像。当 $a\in (0,\dfrac{1}{{e}^{2}})$ 时,$y=\dfrac{{x}^{2}}{{e}^{2x}}$ 和 $y=a$ 有三个交点,即函数 $f(x)=a{e}^{2x}-{x}^{2}$ 有三个零点。
函数 $f(x)=a{e}^{2x}-{x}^{2}$ 有三个零点,等价于方程 $a{e}^{2x}-{x}^{2}=0$ 有三个实数根,即 $a=\dfrac{{x}^{2}}{{e}^{2x}}$ 有三个实数根。
步骤 2:构造函数并求导
构造函数 $g(x)=\dfrac{{x}^{2}}{{e}^{2x}}$,求导得到 $g'(x)=\dfrac{2x(1-x)}{{e}^{2x}}$。
步骤 3:分析函数的单调性
由 $g'(x)=\dfrac{2x(1-x)}{{e}^{2x}}$ 可知,当 $x\in (-\infty,0)\cup(1,+\infty)$ 时,$g'(x)<0$,函数 $g(x)$ 单调递减;当 $x\in (0,1)$ 时,$g'(x)>0$,函数 $g(x)$ 单调递增。
步骤 4:确定函数的极值点
当 $x=0$ 时,$g(x)$ 取得极小值 $g(0)=0$;当 $x=1$ 时,$g(x)$ 取得极大值 $g(1)=\dfrac{1}{{e}^{2}}$。
步骤 5:分析函数的图像
结合函数的单调性和极值点,可以画出函数 $g(x)$ 的图像。当 $a\in (0,\dfrac{1}{{e}^{2}})$ 时,$y=\dfrac{{x}^{2}}{{e}^{2x}}$ 和 $y=a$ 有三个交点,即函数 $f(x)=a{e}^{2x}-{x}^{2}$ 有三个零点。