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2023年高考数学乙卷-文8

  2023-07-08 14:01:39  

(5分)函数$f(x)=x^{3}+ax+2$存在3个零点,则$a$的取值范围是$($  $)$
A.$(-\infty ,-2)$              B.$(-\infty ,-3)$              C.$(-4,-1)$              D.$(-3,0)$
答案:$B$
分析:求函数的导数,$f(x)$存在3个零点,等价为$f\prime (x)=0$有两个不同的根,且极大值大于0极小值小于0,求函数的极值,建立不等式关系即可.
解:$f\prime (x)=3x^{2}+a$,
若函数$f(x)=x^{3}+ax+2$存在3个零点,
则$f\prime (x)=3x^{2}+a=0$,有两个不同的根,且极大值大于0极小值小于0,
即判别式△$=0-12a > 0$,得$a < 0$,
由$f\prime (x) > 0$得$x > \sqrt{-\dfrac{a}{3}}$或$x < -\sqrt{-\dfrac{a}{3}}$,此时$f(x)$单调递增,
由$f\prime (x) < 0$得$-\sqrt{-\dfrac{a}{3}} < x < \sqrt{-\dfrac{a}{3}}$,此时$f(x)$单调递减,
即当$x=-\sqrt{-\dfrac{a}{3}}$时,函数$f(x)$取得极大值,当$x=\sqrt{-\dfrac{a}{3}}$时,$f(x)$取得极小值,
则$f(-\sqrt{-\dfrac{a}{3}}) > 0$,$f(\sqrt{-\dfrac{a}{3}}) < 0$,
即$-\sqrt{-\dfrac{a}{3}}(-\dfrac{a}{3}+a)+2 > 0$,且$\sqrt{-\dfrac{a}{3}}(-\dfrac{a}{3}+a)+2 < 0$,
即$-\sqrt{-\dfrac{a}{3}}\times \dfrac{2a}{3}+2 > 0$,①,且$\sqrt{-\dfrac{a}{3}}\times \dfrac{2a}{3}+2 < 0$,②,
则①恒成立,
由$\sqrt{-\dfrac{a}{3}}\times \dfrac{2a}{3}+2 < 0$,$2 < -\sqrt{-\dfrac{a}{3}}\times \dfrac{2a}{3}$,
平方得$4 < -\dfrac{\;a}{3}\times \dfrac{4{a}^{2}}{9}$,即$a^{3} < -27$,
则$a < -3$,综上$a < -3$,
即实数$a$的取值范围是$(-\infty ,-3)$.
故选:$B$.
点评:本题主要考查函数零点个数的应用,求函数的导数,转化为函数极值与0的关系是解决本题的关键,是中档题.

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