∞0上单调递增,此时函数yax与函数yxa在
∞0上有一个交点。
当
m1即0a1时,gxax在∞0上单调递减,
xaaxlogaxax0,则px1,xaxl
aal
a
考察函数pxloga
令px0解之得,x当x∈
aa0时,px0;当x∈∞时,px0l
al
aaaaa即函数pxxlogax在x处取得最小值,palogal
al
ael
aaaaa(i)若∈01,即e,则paloga0,此时函数yax与函el
al
al
ael
a
a数yx在∞0上无交点。
f(ii)若
aaaa1,即e,则paloga0,此时函数yax与函数el
al
al
ael
a
yxa在∞0上有一个交点。
(iii)若
aaa∈1∞,即e,此时有p0el
al
al
aa当x∈0时,函数pxxlogaxa单调递增,l
a
因为p
aa0,并且limpx→∞,由于函数的连续性,所以在0上有且只l
al
ax→0
有一点xx1使得px10当x∈∞
a,函数pxxlogaxa单调递减,而由洛必达法则可知,l
alimpx→∞。
x→∞
所以在x∈∞因此,当
ae时,函数yax与函数yxa在∞0上有两个交点。l
a
a上有且只有一点xx2,使得px20l
a
至此,函数yax与函数yxa交点个数问题以讨论完毕。综上所述,函数yax与函数yxa交点个数问题可以总结如下表:
0a1
a1
x∈0∞
一个交点
ae
一个交点
a≠e
两个交点
a为无理数时,幂指数无意义;a
0a1
m时
a1
m为
x∈∞0
m为
m为
m为
m为
奇数,
为奇数
m为偶数,
为奇数
奇数,奇数,偶数,奇数,
为
为
为奇
为偶偶数奇数数数幂指数无意义幂指数无意义
ael
a
无交点
ael
a
一个交点
ael
a
两个交点
无交点
一个交点
无交点
下面我们举两个例子说明。
f例1考察y与函数yx3的交点个数。
x
23
2
因为0
2221,所以在0∞上函数yx与函数yx3有一个交点;33
2232×18e,所以在∞0上函数y2x与函数yx3没有交点。23333l
l
32
综上所述,y与函数yx3只有一个交点。如图1,
x
23
2
图1例2考察函数y与函数yx5的交点个数。
x
45
4
因为0
4441,所以在0∞上函数yx与函数yx5有一个交点;55
4454×14e,所以在∞0上函数y4x与函数yx5有两个交点,4555r