函数f(x)=(1+x-x22+x33-x44+…-x20122012+x20132013) cos2x在区间[-3,3]上的零点的个数为(  )A. 3B. 4C. 5D. 6

问题描述:

函数f(x)=(1+x-

x2
2
+
x3
3
-
x4
4
+…-
x2012
2012
+
x2013
2013
) cos2x在区间[-3,3]上的零点的个数为(  )
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6

设g(x)=1+x-

x2
2
+
x3
3
-
x4
4
+…-
x2012
2012
+
x2013
2013
,则g′(x)=1-x+x2-x3+…+x2012=
1+x2013
1+x

在区间[-3,3]上,
1+x2013
1+x
>0,故函数g(x)在[-3,3]上是增函数,
由于g(-3)式子中右边x的指数为偶次项前为负,奇数项前为正,结果必负,即g(-3)<0,
且g(3)=1+3+(-
x2
2
+
x3
3
)+(-
x4
4
+
x5
5
)+…+(-
x2012
2012
+
x2013
2013
)>0,
故在[-3,3]上函数g(x)有且只有一个零点.
又y=cos2x在区间[-3,3]上有四个零点,且与上述零点不重复,
∴函数f(x)=(1+x-
x2
2
+
x3
3
-
x4
4
+…-
x2012
2012
+
x2013
2013
)cos2x在区间[-3,3]上的零点的个数为1+4=5.
故选C.
答案解析:先将原函数分解成两个函数g(x)=1+x-
x2
2
+
x3
3
-
x4
4
+…-
x2012
2012
+
x2013
2013
和y=cos2x的积,分别计算这两个函数的零点.前面的用导数证明是单调增,且f(-3)f(3)<0,所以必有一个零点;后面一个函数y=cos2x的零点是四个,从而得出答案.
考试点:根的存在性及根的个数判断;二项式定理的应用.
知识点:本题主要考查了根的存在性及根的个数判断,导数的应用,考查了等价转化的思想,属于中档题.