专题01 含参数导数问题的分类讨论-2021高考数学尖子生辅导专题
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设 a > 0 ,讨论函数 f (x ) = ln x + a (1 - a )x 2 - 2 (1 - a )x 的单调性.
专题一
含参数导数问题的分类讨论
导数是研究函数的图象和性质的重要工具,自从导数进入高中数学教材以来,有关导数 问题几乎是每年高考的必考试题之一.随着高考对导数考查的不断深入,含参数的导数问题 成为了历年高考命题的热点.由于含参数的导数问题在解答时往往需要对参数进行分类讨论, 如何进行分类讨论成为绝大多数考生答题的难点.
模块 1 整理方法 提升能力
在众多的含参数导数问题中,根据所给的参数的不同范围去讨论函数的单调性是最常见 的题目之一,求函数的极值、最值等问题,最终也需要讨论函数单调性.对于含参数导数问 题的单调性的分类讨论,常见的分类讨论点有以下三个:
分类讨论点 1:求导后,考虑 f '(x ) = 0 是否有实根,从而引起分类讨论;
分类讨论点 2:求导后, f '(x ) = 0 有实根,但不清楚 f '(x ) = 0 的实根是否落在定义域内, 从而引起分类讨论;
分类讨论点 3:求导后, f '(x ) = 0 有实根, f '(x ) = 0 的实根也落在定义域内,但不清楚这些实根的大小关系,从而引起分类讨论.
以上三点是讨论含参数导数问题的单调性的三个基本分类点,在求解有关含参数导数问 题的单调性时,可按上述三点的顺序对参数进行讨论.因此,对含参数的导数问题的分类讨 论,还是有一定的规律可循的.当然,在具体解题中,可能要讨论其中的两点或三点,这时 的讨论就会复杂一些了,也有些题目可以根据其式子和题目的特点进行灵活处理,减少分类 讨论,需要灵活把握.
例 1
【解析】 f (x )的定义域是(0, +∞). f '(x ) = 1
+ 2a (1- a )x - 2 (1- a )
x
2a (1 - a )x 2
- 2 (1 - a )x +1
. x
令 g (x ) = 2a (1 - a )x 2 - 2 (1 - a )x + 1 ,则 f '(x ) = 0 的根的情况等价于 g (x ) = 0 的根的情况.由于 g (x )的函数类型不能确定,所以需要对 a 进行分类讨论从而确定函数的类型.
(1)当 a = 1时, g (x )是常数函数,此时 g (x ) = 1, f '(x ) = 1 > 0 ,于是 f (x )在(0, +∞)
x
=
上递增.
(2)当 a ≠ 1时,g (x )是二次函数,类型确定后,我们首先考虑讨论点1—— f '(x ) = 0 是否有实根的问题.由于 g (x )不能因式分解,所以我们考虑其判别式 ∆ = 4(a - 1)(3a - 1),判别式的正负影响到 g (x ) = 0 的根的情况,由此可初步分为以下三种情况:①当 ∆ < 0 ,即
1 < a < 1时, g (x ) = 0 没有实根;②当 ∆ = 0 ,即 a = 1
时, g (x ) = 0 有两个相等的实根;③ 3 3
当∆ > 0 ,即0 < a < 1
或 a > 1时,g (x ) = 0 有两个不等的实根.
3
对于第①种情况, g (x ) = 0 没有实根且永远在 x 轴上方,于是 f '(x ) > 0 ,所以 f (x )在
(0, +∞)上递增.
对于第②种情况,g (x ) = 0 有两个相等的实根 x = 3
,于是 f '(x ) ≥ 0 ,所以 f (x )在(0, +∞)
2
上递增.
对于第③种情况, g (x ) = 0 有两个不等的实根, x = 1
1
2a
x = 1 + 2
2a
.由于不知道两根是否落在定义域(0, +∞)内,因此要考虑讨论点 2 ,
而利用韦达定理进行判断是一个快捷的方法.
因为 x + x = 1 , x x = 1 ,所以当0 < a < 1
时,有 x + x > 0 且 x x > 0 ,此时
1 2 a 1 2
2a (1 - a )
3 1 2 1 2
两个根都在定义域内切0 < x 1 < x 2 (因为 x 1 与 x 2 的大小关系已经确定,所以不需要考虑讨论点
3 ).由 f '(x ) > 0 可得0 < x < x 1 或 x > x 2 ,所以 f (x )在(0, x 1 )和(x 2 , +∞)上递增;由 f '(x ) < 0 可
得 x 1 < x < x 2 ,所以 f (x )在(x 1 , x 2 )上递减.
当 a > 1时,有 x 1 + x 2 > 0 且 x 1 x 2 < 0,此时 x 2 < 0 < x 1 ,由 f '(x ) > 0 可得0 < x < x 1 ,所以
f (x )在(0, x 1 )上递增;由 f '(x ) < 0 可得 x > x 1 ,所以 f (x )在(x 1 , +∞)上递减.
综上所述,当0 < a < 1 时,f (x )在(0, x )和(x , +∞)上递增,在(x , x )上递减;当 1
≤ a ≤ 1
3 1 2 1 2
3
时, f (x )在(0, +∞)上递增;当 a > 1时, f (x )在(0, x 1 )上递增,在(x 1 , +∞)上递减.其中
x = 1
- 1
2a
x = 1 +.
2
2a
⎛ 1 + x ⎫ (2)若ln 1 - x ⎪ ≥ a x 对 x ∈ (-1,1)恒成立,求正数 a 的最大值. 2 ⎭ ⎝ 已知函数 f (x ) = ln x - kx + k ( k ∈ R ). (1)求 f (x )在[1, 2]上的最小值;
例 2
【解析】(1)定义域为(0, +∞), f '(x ) = 1 - k = -kx +1 .
x x
法 1:①当 k = 0 时, f '(x ) = 1
> 0 ,函数 f (x )在[1, 2]为增函数,所以
x ⎡⎣ f (x )⎤⎦min = f (1) = 0 .
②当 k ≠ 0 时,令 f '(x ) = 0 可得 x = 1
.
k
(i )当 1
< 0 ,即 k < 0 时, f '(x ) > 0 在[1, 2]上恒成立,函数 f (x )在[1, 2]为增函数,所
k
以 ⎡⎣ f (x )⎤⎦min = f (1) = 0 .
(ii )当0 < 1
≤ 1,即 k ≥ 1时, f '(x ) ≤ 0 在[1, 2]上恒成立,所以 f (x )在[1, 2]为减函数,
k
所以 ⎡⎣ f (x )⎤⎦min = f (2) = ln 2 - k .
(iii )当 1 ≥ 2 ,即0 < k ≤ 1
时, f '(x ) ≥ 0 在[1, 2]上恒成立,所以 f (x )在[1, 2]为增函
k 2
数,所以 ⎡⎣ f (x )⎤⎦min = f (1)
= 0 . (iv )当1 < 1 < 2 ,即 1 < k < 1 时,由 f '(x ) > 0 可得1 < x < 1 ,由 f '(x ) < 0 可得 1
< x < 2 ,
k 2 k k 所以 f (x )在⎛1, 1 ⎫ 上递增,在⎛ 1 , 2 ⎫
上递减.于是 f (x )在[1, 2]上的最小值为 f (1) = 0 或
k ⎪ k ⎪ ⎝ ⎭ ⎝ ⎭
f (2) = ln 2 - k .当0 < ln 2 - k ,即 1 < k < ln 2 时, ⎡⎣ f (x )⎤⎦ ln 2 ≤ k ≤ 1 时, ⎡⎣ f (x )⎤⎦min = f (2) = ln 2 - k .
min
= f (1) = 0 ;当0 ≥ ln 2 - k ,即
综上所述,当 k < ln 2 时,⎡⎣ f (x )⎤⎦min = f (1) = 0 ;当 k ≥ ln 2 时,⎡⎣ f (x )⎤⎦min = f (2) = ln 2 - k .法 2:①当 k ≤ 0 时, f '(x ) > 0 ,函数 f (x )在[1, 2]为增函数,所以 ⎡⎣ f (x )⎤⎦min = f (1)
= 0 . 【点评】只要按照 3 个分类讨论点进行思考,就能很好地处理含参数导数问题的单调性.此
外,涉及两根与 0 的大小比较的时候,利用韦达定理往往比较简单.
②当 k > 0 时,由 f '(x ) > 0 可得0 < x < 1 ,由 f '(x ) < 0 可得 x > 1 ,所以 f (x )在⎛ 0, 1 ⎫
上
k k k ⎪
⎝ ⎭
递增,在
⎛ 1
, +∞ ⎫
上递减.于是 f (x )在[1, 2]上的最小值为 f (1) = 0 或 f (2) = ln 2 - k . k ⎪ ⎝ ⎭
(i )当0 < ln 2 - k ,即0 < k < ln 2 时, ⎡⎣ f (x )⎤⎦min = f (1) = 0 . (ii )当0 ≥ ln 2 - k ,即 k ≥ ln 2 时, ⎡⎣ f (x )⎤⎦min = f (2) = ln 2 - k .
综上所述,当 k < ln 2 时,⎡⎣ f (x )⎤⎦min = f (1) = 0 ;当 k ≥ ln 2 时,⎡⎣ f (x )⎤⎦min = f (2) = ln 2 - k . (2)解答详见专题三例 1.
例 3
【解析】(1)函数 f (x ) = x 2 + b ln (x + 1)的定义域为(-1, +∞ ),
f '(x ) = 2x + b = x + 1 2x 2 + 2x + b x + 1 .令
g (x ) = 2x 2 + 2x + b ,则∆ = 4 - 8b .当b > 1
时,∆ < 0 ,
2
所以 g (x )在(-1, +∞ )上恒大于0 ,所以 f '(x ) > 0 ,于是当b > 1
时,函数 f (x )在定义域
2
(-1, +∞ )上递增.
(2)首先考虑 g (x ) = 0 是否有实根.
2
(2)当b ≠ 0时,求函数 f (x )的极值点.
(1)当b > 1
时,判断函数 f (x )在定义域上的单调性;
设函数 f (x ) = x 2 + b ln (x + 1),其中b ≠ 0.
【点评】处理好函数的单调性,就能求出函数的最值.法 1 是按照常见的 3 个分类讨论
点进行讨论:当 k = 0 时, f '(x ) = 0 没有实根.当 k ≠ 0 时, f '(x ) = 0 有实根 x = 1
,此时需
k
考虑根在不在定义域[1, 2]内.当 1 < 0 或0 < 1 ≤ 1或 1 ≥ 2 时,根都不在定义域内(把 1
= 1和
k k k k
1 =
2 并在里面是为了减少分类的情况);当1 < 1 < 2 时,根在定义域内,由于定义域内只有 1 k k
个根,所以就不用考虑第 3 个分类讨论点了.法 2 是根据式子和题目的特点进行分类:由
x
所以最小值只能在 f (1)或 f (2)处取到,此时只需要比较两者的大小就可以了.由于法 2 是根 f '(x ) = 1 - k 可知当 k ≤ 0 时, f (x )在[1, 2]上递增;当 k > 0 时, f (x )在(0, +∞)上先增后减,
据式子和题目的特点进行分类的,所以能减少分类的情况.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
①当 ∆ < 0 ,即b > 1
时,由(1)知函数 f (x )无极值点.
2 ②当 ∆ = 0 ,即b = 1
时,g (x ) = 0 有唯一的实根,g (x ) ≥ 0 ,于是 f '(x ) ≥ 0 在(-1, +∞ )上
2
恒成立,所以函数 f (x )在(-1, +∞ )上递增,从而函数 f (x )在(-1, +∞ )上无极值点.
③当 ∆ > 0 ,即b < 1
时, g (x ) = 0 有两个不同的根 x = , x = ,
2
1
2
2
2
论.
当b < 0 时, x = < -1, x = > -1,由 f '(x ) > 0 可得 x > x ,由
1 2 2 2
2
f '(x ) < 0 可得 -1 < x < x 2 ,所以 f (x )在(-1, x 2 )上递减,在(x 2 , +∞)上递增,所以当b < 0 时,
f (x )在(-1, +∞ )上有唯一极小值点 x 2 = .
2
当0 < b < 1
时, x = > -1, x = > -1,由 f '(x ) > 0 可得
2
1
2
2
2
-1 < x < x 1 或 x > x 2 ,由 f '(x ) < 0 可得 x 1 < x < x 2 ,所以 f (x )在(-1, x 1 )上递增,在(x 1 , x 2 )上 递减,在(x , +∞)上递增,所以当0 < b < 1
时, f (x )在(-1, +∞ )上有一个极大值点
2
2
x 和一个极小值点 x =. 1 2
综上所述,当b < 0 时, f (x )在(-1, +∞ )上有唯一的极小值点 x 2 =
;当
0 < b < 1
时, f (x )有一个极大值点 x = 和一个极小值点 x ;当
2 1 2 2
2 b ≥ 1
时,函数 f (x )在(-1, +∞ )上无极值点.
1 ⎪x x
模块 2 练习巩固 整合提升
练习 1:设函数 f (x ) = a ln x + x -1 ,其中 a 为常数.
x + 1
(1)若 a = 0 ,求曲线 y = f (x )在点(1, f (1))处的切线方程; (2)讨论函数 f (x )的单调性. 【解析】(1)当 a = 0 时,f (x ) =
x -1
,x ∈ (0, +∞ ).此时 f '(x ) = x + 1
2
(x + 1)2
,于是 f '(1) = 1
, 2
f (1) = 0 ,所以曲线 y = f (x )在点(1, f (1))处的切线方程为 x - 2 y -1 = 0 .
(2)函数 f (x )的定义域为(0, +∞), f '(x ) = a +
x 2 = (x + 1)2 ax 2
+ 2(a + 1)x + a . x (x + 1)2
①当 a ≥ 0 时, f '(x ) > 0 ,所以函数 f (x )在(0, +∞)上递增.
②当 a < 0 时,令 g (x ) = ax 2 + 2(a
+ 1)x + a ,则 ∆ = 4(a + 1)2
- 4a 2 = 4 (2a + 1).
(i )当 a ≤ - 1
时, ∆ ≤ 0 ,所以 g (x ) ≤ 0 ,于是 f '(x ) ≤ 0 ,所以函数 f (x )在(0, +∞)上
2
递减.
(ii )当- 1 < a < 0 时, ∆ > 0 ,此时 g (x ) = 0 有两个不同的根, x
= - (a + 1) , 2 1 a
x 2 =, x 1 < x 2 .下判断 x 1 、 x 2
是否在定义域(0, +∞)内.
a
法 1:(待定符号法)a
0 ⇔ (a + 1)-0 ⇔ a + 1⇔
(a + 1)
2
W 2a + 1 ⇔ a 2 W 0 ,由于 a > 0 ,所以 x > 0 .
⎧ 法 2:(韦达定理)由 ⎪x 1 + x 2 = - 2(a + 1) a > 0 可得0 < x < x .
⎨
⎩ 1 2
1 2 = 1 > 0
2a + 1 + 2a + 1 2 2 2 2 -a - a 2
- 2 -a + a 2
- 2 2 ⎨ 法 3:(图象法) g (x )是开口方向向下的抛物线,对称轴为 - a + 1
> 0 , g (0) = a < 0 ,由
a
图象可知 x 1 、 x 2 都在定义域(0, +∞)内.
当0 < x < x 1 或 x > x 2 时,有 g (x ) < 0 , f '(x ) < 0 ,所以函数 f (x )递减;当 x 1 < x < x 2 时, 有 g (x ) > 0 , f '(x ) > 0 ,所以函数 f (x )递增.
综上所述,当 a ≥ 0 时,函数 f (x )在(0, +∞)上递增;当 a ≤ - 1
时,函数 f (x )在(0, +∞)
2
1
⎛ - (a + 1) + 2a + 1 ⎫ ⎛ - (a + 1) - ⎫ 上递减;当- 2 < a < 0 时,函数 f (x )在 0, a ⎪ , a , +∞⎪ 上
- (a + 1) ⎝ ⎭ ⎝ ⎭ - (a + 1)- 2a + 1 ⎫
递减,在 a , a ⎪ 上递增. ⎝ ⎭
练习 2:设函数 f (x ) = ln (x + a )+ x 2 .
(1)若当 x = -1时, f (x )取得极值,求 a 的值,并讨论 f (x )的单调性;
(2)若 f (x )存在极值,求 a 的取值范围,并证明所有极值之和大于ln e
.
2 【解析】(1)由 f '(-1) = 0 解得 a = 3
,此时 f '(x ) = 2 1 x + 3 + 2x =
2 x 2
+ 3x +1 ,由 f '(x ) > 0 x + 3
2 2
解得 - 3 < x < -1或 x > - 1 ,由 f '(x ) < 0 解得 -1 < x < - 1 ,所以 f (x )在区间⎛ - 3 , -1⎫ ,
2 2 2
2 ⎪ ⎝ ⎭
⎛ - 1 , +∞ ⎫ 上递增,在区间⎛
-1, - 1 ⎫ 上递减. 2 ⎪ 2 ⎪ ⎝ ⎭ ⎝ ⎭ '
2x 2 + 2ax +1 2
(2) f (x )的定义域为(-a , +∞ ), f 别式为∆ = 4a 2 - 8 .
(x ) =
x + a
,记 g (x ) = 2x + 2ax + 1,其判
①若 ∆ ≤ 0 ,即 - ≤ a ≤ 时, f '(x ) ≥ 0 在(-a , +∞ )上恒成立,所以 f (x )无极值.
②若 ∆ > 0 ,即 a > 或 a < - 时,
g (x ) = 0 有两个不同的实根 x 1 = 和 2
x = ,且 x < x ⎧x 1 + x 2 = -a ,由韦达定理可得 ⎪
⎧(x 1 + a ) + (x 2 + a ) = a ,即 ⎪ .
2 2
1 2 ⎨x ⋅ x = 1 (x + a )⋅ (x + a ) = 1
⎪⎩ 1 2 2 ⎩⎪ 1 2
2
(i )当 a < - 时,有 x 1 + a < 0, x 2 + a < 0 ,即 x 1 < -a , x 2 < -a ,从而 f '(x ) = 0 在
2 (-a , +∞ )上没有实根,所以 f (x )无极值.
(ii )当 a > 时,有 x 1 + a > 0 , x 2 + a > 0 ,即 x 1 > -a , x 2 > -a ,从而 f '(x ) = 0 在
(-a , +∞ )上有两个不同的根,且 f (x )在 x = x 1 , x = x 2 处取得极值.
综上所述, f (x )存在极值时, a 的取值范围为
( 2, +∞). f (x )的极值之和为
f (x ) + f (x ) = ln (x + a )+ x 2 + ln (x + a )+ x 2 = ln ⎡ (x + a )(x + a )⎤ + (x + x )2
- 2x x ,而
1 2 1 1 2 2 ⎣ 1 2 ⎦ 1 2
1 2 ln ⎡(x + a )(x + a )⎤ = ln 1 , (x
+ x )2 - 2x x = (-a )2
- 2⨯ 1 = a 2 - 1 ,所以
⎣ 1
2
⎦ 2
1 2 1 2 2
f (x 1 ) + f (x 2
) = ln 1 + a 2
- 1 > ln 1 + 1 = ln e . 2 2 2
练习 3:已知函数 f (x ) = e x - ax 2 - bx -1 ,其中 a 、b ∈ R , e = 2.71828 为自然对数的底数.
(1)设 g (x )是函数 f (x )的导函数,求函数 g (x )在区间[0,1]上的最小值; (2)若 f (1) = 0 ,函数 f (x )在区间(0,1)内有零点,求 a 的取值范围.
【解析】(1) g (x ) = f '(x ) = e x - 2ax - b , g '(x ) = e x - 2a .因为 x ∈[0,1],所以
1 - 2a ≤ g '(x ) ≤ e - 2a .
①若 2a ≤ 1,即 a ≤ 1
时,有 g '(x ) = e x - 2a ≥ 0 ,所以函数 g (x )在区间[0,1]上递增,于
2
是 ⎡⎣ g (x )⎤⎦ min = g (0)= 1- b .
②若1 < 2a < e ,即 1 < a < e
时,当0 < x < ln (2a )时,g '(x ) = e x - 2a < 0 ,当ln (2a ) < x < 1
2 2
时 g '(x ) = e x - 2a > 0 ,所以函数 g (x )在区间(0, l n (2a ))上递减,在区间 ⎡⎣ln (2a ),1⎤⎦ 上递增,于是 ⎡⎣ g (x )⎤⎦min = g ⎡⎣ln (2a )⎦⎤ = 2a - 2a ln (2a )- b .
③若 2a ≥ e ,即 a ≥ e
时,有 g '(x ) = e x - 2a ≤ 0 ,所以函数 g (x )在区间[0,1]上递减,于
2
是 ⎡⎣ g (x )⎤⎦min = g (1) = e - 2a - b .
⎧
1 ⎪1 - b , a ≤
综上所述, g (x )在区间[0,1]上的最小值为 ⎡ g (x )⎤
= ⎪2a - 2a ln (2a )- b , 1 < a < e . ⎣ ⎦min
⎨ ⎪ 2 2
e - 2a - b , a ≥ e
⎩⎪ 2
2
e ⎣ ⎦ ( )
2 2 2 ⎝⎭
(2)法 1:由 f (1) = 0 可得e - a - b -1 = 0 ,于是b = e - a -1,又 f (0) = 0 ,所以函数 f (x ) 在区间(0,1)内有零点,则函数 f (x )在区间(0,1)内至少有三个单调区间.
由(1)知当 a ≤ 1 或 a ≥ e
时,函数 g (x )即 f '(x )在区间[0,1]上递增或递减,所以不可
2 2
能满足“函数 f (x )在区间(0,1)内至少有三个单调区间”这一要求.
若 1 < a < e
,则 ⎡ g (x )⎤ 2 2
min
= 2a - 2a ln (2a )- b = 3a - 2a ln (2a )- e - 1 .令
h (x ) = 3x - 2x ln (2x )- e -1( 1 < x < e ),则 h '(x ) = 1 - 2 l n (2x ).由 h '(x ) > 0 可得 1
< x <
e
,
由 h '(x ) < 0 可得 2 2 e ⎛ 1 < x < ,所以 h x 在区间 ,
⎫ ⎛ 上递增,在区间 2 2
e ⎫ , 上递减,所 2 2 2 2 ⎪ 2 2 ⎪
⎛ e ⎫ ⎛ ⎝ ⎭ ⎝ ⎭
e ⎫ ⎛ e ⎫ ⎡ ⎛ e ⎫⎤
以 ⎡⎣h (x )⎤⎦max = h 2 ⎪ = 3 2 ⎪ - 2 2 ⎪ ln ⎢2 2 ⎪⎥ - e -1 = - e -1 < 0 ,即 ⎡⎣ g (x )⎤⎦ m in < 0 ,
⎝ ⎭ ⎝ ⎭ ⎝ ⎭ ⎣⎢ ⎝ ⎭⎥⎦ ⎧⎪g (0) = 2 - e + a > 0
于是函数 f (x )在区间(0,1)内至少有三个单调区间 ⇔ ⎨ ⎪⎩g (1) = -a + 1 > 0 ,由此解得
e - 2 < a < 1 ,又因为 1 < a < e
,所以e - 2 < a < 1 .
2 2
综上所述, a 的取值范围为(e - 2,1).
法 2:由 f (1) = 0 可得e - a - b -1 = 0 ,于是b = e - a -1,又 f (0) = 0 ,所以函数 g (x )在
区间(0,1)上至少有两个零点. g (x ) = 0 ⇔ e x
- 2ax - e + a + 1 = 0 ⇔ a =
e x - e +1
2x -1
,所以 g (x ) e x - e +1 ⎛ 1 ⎫ ⎛ 1 ⎫
在区间(0,1)上至少有两个零点 ⇔ y = a 与 k (x ) =
2x -1 , x ∈ 0, ⎪ ,1⎪ 的图象至少有 ⎝ ⎭ ⎝ ⎭
两个交点.
k '(x ) =
2x e x - 3e x + 2 (e -1)
(2x -1)2
,令 p (x ) = 2x e
x - 3e x + 2 (e -1),则 p '(x ) = e x
(2x -1),由
p '(x ) > 0 可得 x > 1 ,由 p '(x ) < 0 可得 x < 1 ,所以 p (x )在⎛ 0, 1 ⎫ 上递减,在⎛ 1 ,1⎫
上递增,
2 2 2 ⎪ 2 ⎪ ⎝ ⎭ ⎝ ⎭
⎡ p (x )⎤ = p ⎛ 1 ⎫
= 2e - 2 e - 2 > 0 ,所以 k '(x ) > 0 ,于是 ⎣
⎦min
⎪
k (x )在⎛ 0, 1 ⎫ 上递增,在⎛ 1 ,1⎫
上也递增.因为 k (0) = e - 2 ,
2 ⎪ 2 ⎪ ⎝ ⎭ ⎝ ⎭
e e e
2 2 1 - 1 + k (1) = 1,当 x → 时, k (x ) → +∞ ,当 x → 时, k (x ) → -∞ , 2 e x - e +1 2 ⎛ 1 ⎫ ⎛ 1 ⎫
于是 y = a 与 k (x ) =
(e - 2,1).
2x -1 , x ∈ 0, ⎪ ,1⎪ 的图象有两个交点时, a 的取值范围是 ⎝ ⎭ ⎝ ⎭。