每日一题[2520]指数处理

关于函数 $f(x)=\dfrac{2\left(x^{3}-x\right)}{\mathrm{e}^{|x|}+x^{2}}$($-10 \leqslant x \leqslant 10$),正确的描述有(       )

A.是奇函数

B.是偶函数

C.有 $2$ 个极大值点

D.有 $3$ 个零点

答案    ACD.

解析    根据题意,函数 $f(x)$ 是奇函数,当 $x\geqslant 0$ 时,有\[f(x)=\dfrac{2(x^3-x)}{{\rm e}^x+x^2},\]其导函数\[f'(x)=\dfrac{2\left((x^2+x^4)+{\rm e}^x\cdot(-1+x+3x^2-x^3)\right)}{({\rm e}^x+x^2)^2},\]设 $g(x)=1+{\rm e}^x\cdot \dfrac{-1+x+3x^2-x^3}{x^2+x^4}$,则其导函数\[g'(x)=-\dfrac{{\rm e}^x(x-1)(x+1)(x^4-4x^3+7x^2-2x+2)}{x^3(1+x^2)^2}.\]注意到\[x^4-4x^3+7x^2-2x+2=(x-1)^4+(x+1)^2>0,\]从而 $g(x)$ 在 $(0,1)$ 上单调递增,在 $(1,+\infty)$ 上单调递减,有\[\begin{array}{c|c|c|c|c|c}\hline x&0&(0,1)&1&(1,+\infty)&+\infty\\ \hline g(x)&-\infty&\nearrow&1+{\rm e}&\searrow&-\infty\\ \hline \end{array}\]从而 $g(x)$ 在 $(0,1)$ 和 $(1,+\infty)$ 上均有零点(每个区间各一个),分别记为 $m,n$($0<m<1<n$).结合函数 $f(x)$ 的奇偶性,可得函数 $f(x)$ 有 $2$ 个极大值点 $x=n,-m$,$2$ 个极小值点 $x=m,-n$. 注意到\[f(0)=f(1)=\lim\limits_{x\to +\infty}f(x)=0,\]可得函数 $f(x)$ 在 $(0,1)$ 上恒负,在 $(1,+\infty)$ 上恒正,结合奇偶性可得函数 $f(x)$ 共有 $3$ 个零点.

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