每日一题[4066]抽象函数的零点

2026年2月港梦杯高考数学模拟试卷 #10

已知 $f(x)$ 的定义域为 $\mathbb R$,$f^{\prime}(x)>3 x^2$,则(       )

A.$f(x)>x^3$

B.$f(1)-f(-1)>2$

C.$f(x)$ 有且仅有一个零点

D.$f(x)+x\left(f^{\prime}(x)\right)^2$ 至少有一个零点

答案    BCD.

解析    对于选项 $\boxed{A}$,取 $f(x)=x^3+x-10$,则 $f(1)<1^3$,选项错误;

对于选项 $\boxed{B}$,设 $g(x)=f(x)-x^3$,则\[g'(x)=f'(x)-3x^2>0,\]于是 $g(x)$ 为 $\mathbb R$ 上的单调递增函数,有\[g(1)>g(-1)\implies f(1)-1>f(-1)-(-1)\implies f(1)-f(-1)>2,\]选项正确;

对于选项 $\boxed{C}$,由于 $f'(x)>3x^2\geqslant 0$,于是 $f(x)$ 在 $\mathbb R$ 上单调递增,接下来证明 $f(x)$ 既有正函数值,也有负函数值,考虑到 $f(x)=g(x)+x^3$,于是当 $x>\max\left\{a,-\sqrt[3]{g(a)}\right\}$ 时,有\[f(x)>g(a)+x^3>0,\]当 $x<\min\left\{a,-\sqrt[3]{g(a)}\right\}$ 时,有\[f(x)<g(a)+x^3<0,\] 选项正确;

对于选项 $\boxed{D}$,设 $h(x)=f(x)+x\big(f'(x)\big)^2$,函数 $f(x)$ 的唯一零点为 $x_0$,则由于 $f(x)$ 单调递增,于是 $f(x_0),f(0)$ 的大小关于与 $x_0,0$ 的大小关系相同,于是\[h(0)\cdot h(x_0) =f(0)\cdot \left(x_0\big(f'(x_0)\big)^2\right)<0,\]选项正确;

综上所述,正确的选项为 $\boxed{B}$ $\boxed{C}$ $\boxed{D}$.

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