关于x的方程ax3-x2+x+1=0在(0,+∞)上有且仅有一个实数解,则a的取值范围为______.

问题描述:

关于x的方程ax3-x2+x+1=0在(0,+∞)上有且仅有一个实数解,则a的取值范围为______.

关于实数x的方程ax3-x2+x+1=0的所有解中,仅有一个正数解⇔a=

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x
-
1
x2
-
1
x3
有仅有一个正实数解.
1
x
=t(t≠0),t的符号与x的符号一致,则a=-t3-t2+t有且仅有一个正实数解,
令f(t)=-t3-t2+t(t≠0),
f′(t)=-3t2-2t+1,由f′(t)=0得t=
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3
或t=-1.
又t∈(-1,
1
3
)时,f′(t)>0;t∈(-∞,-1),(
1
3
,+∞)时,f′(t)<0.所以[f(t)]极大值=f(
1
3
)=
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又t→-∞,f(t)→+∞;t→+∞,f(t)→-∞.
结合三次函数图象,如图.
综上所述,实数a的取值范围为a≤0或a=
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故答案为:a≤0或a=
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答案解析:原条件⇔a=
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x
-
1
x2
-
1
x3
有且仅有一个正实数解,令
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x
=t(t≠0),t的符号与x的符号一致,则a=-t3-t2+t有且仅有一个正实数解,然后通过导数研究函数的单调性和极值,画出函数图象,结合图象可求出a的取值范围.
考试点:利用导数研究函数的单调性;函数的零点.
知识点:本题主要考查了根的存在性及根的个数判断,以及三次函数的性质,同时考查了数形结合与函数方程的思想,属于中档题.