题目
2.方程 (e)^x=(x)^2-x+1 有三个实根,则a的取值范围为 () .-|||-A. lt alt dfrac (3)({e)^2} B. dfrac (1)(e)lt alt dfrac (3)({e)^2}-|||-C. lt dfrac (1)({e)^2} D. gt dfrac (3)({e)^2}

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查利用导数分析函数图像,确定方程实根个数的问题。关键在于将方程转化为函数零点问题,通过分析函数的极值点和单调性,结合极限行为确定参数范围。
解题思路:
- 等价变形:将原方程转化为函数 $f(x) = (x^2 - x + 1)e^{-x} - a$,研究其零点个数。
- 导数分析:求导确定函数的单调区间和极值点,计算极值处的函数值。
- 极限分析:分析 $x \to \pm\infty$ 时函数的趋势。
- 零点条件:结合极值点的函数值和极限,确定方程有三个实根的条件。
破题关键:
- 极值点的符号:极小值 $f(1) < 0$,极大值 $f(2) > 0$。
- 极限条件:当 $x \to +\infty$ 时 $f(x) \to -a < 0$。
函数变形与导数计算
原方程 $a e^x = x^2 - x + 1$ 变形为:
$f(x) = (x^2 - x + 1)e^{-x} - a = 0$
求导得:
$f'(x) = -(x-1)(x-2)e^{-x}$
单调性与极值分析
- 当 $x < 1$:$f'(x) < 0$,函数单调递减。
- 当 $1 < x < 2$:$f'(x) > 0$,函数单调递增。
- 当 $x > 2$:$f'(x) < 0$,函数单调递减。
极值点:
- 极小值点 $x = 1$:$f(1) = \dfrac{1}{e} - a$
- 极大值点 $x = 2$:$f(2) = \dfrac{3}{e^2} - a$
极限分析
- 当 $x \to -\infty$:$f(x) \to +\infty$
- 当 $x \to +\infty$:$f(x) \to -a$
零点存在条件
方程有三个实根需满足:
- 极小值 $f(1) < 0$:$\dfrac{1}{e} - a < 0 \Rightarrow a > \dfrac{1}{e}$
- 极大值 $f(2) > 0$:$\dfrac{3}{e^2} - a > 0 \Rightarrow a < \dfrac{3}{e^2}$
- 极限 $-a < 0$:$a > 0$(已由 $a > \dfrac{1}{e}$ 包含)
综上,$a$ 的取值范围为:
$\dfrac{1}{e} < a < \dfrac{3}{e^2}$