(2014•漳州模拟)已知函数f(x)=1+x−x22+x33−x44+…+x20132013,设F(x)=f(x+4)

(2014•漳州模拟)已知函数f(x)=1+x−
x2
2
+
x3
3
x4
4
+…+
x2013
2013
,设F(x)=f(x+4),且函数F(x)的零点均在区间[a,b](a<b,a,b∈Z)内,则圆x2+y2=b-a的面积的最小值是______.
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HLINk4 花朵

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解题思路:利用导数判断函数f(x)单调性,再利用函数零点的判定定理判断函数是否存在零点零点,利用平移变换找出F(x)与f(x)的零点之间的关系即可.

∵f′(x)=1-x+x2+…+x2012,①x=0时,f′(0)=1>0;②当x=-1时,f′(-1)=2013>0;
③当x≠0,-1时,f′(x)=
1−(−x)2013
1−(−x)=
1+x2013
1+x,无论x>-1,还是x<-1,都有f′(x)>0.
综上可知:对∀x∈R,都有f′(x)>0.∴函数f(x)单调递增,也就是说,函数f(x)至多有一个零点.
另一方面:f(0)=1>0,f(-1)═0−
1
2−
1
3-…-[1/2013]<0,∴f(0)f(-1)<0,
由函数零点的判定定理可知:函数f(x)的零点x0∈(-1,0).
综上可知:函数f(x)有且只有一个零点x0∈(-1,0).
又F(x)=f(x+4),且函数F(x)的零点均在区间[a,b](a<b,a,b∈Z)内,∴函数F(x)的零点x0′必在区间(-5,-4)内.
又(-5,-4)⊂[a,b],(a<b,a,b∈Z),∴b-a的最小值为1.
∴圆x2+y2=b-a的面积的最小值是π×12=π.
故答案为π.

点评:
本题考点: 函数的零点.

考点点评: 熟练掌握导数研究函数的单调性、函数零点的判定定理及平移变换是解题的关键.

1年前

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