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绝对值函数xex 方程有4个不同的实数根

8. 已知函数 $f(x)=\left|x\mathrm{e}^x\right|$,关于 $x$ 的方程 $f^2(x)+3tf(x)+t+1=0$($t\in\mathbf{R}$)有四个不同的实数根,则实数 $t$ 的取值范围为(  )

A. $\left(-\infty,\ -\dfrac{\mathrm{e}^2+1}{\mathrm{e}^2+3\mathrm{e}}\right)$  B. $\left(-1,\ -\dfrac{\mathrm{e}^2+1}{\mathrm{e}^2+3\mathrm{e}}\right)$  C. $\left[-1,\ -\dfrac{\mathrm{e}^2+1}{\mathrm{e}^2+3\mathrm{e}}\right)$  D. $\left(-1,\ -\dfrac{\mathrm{e}^2+1}{\mathrm{e}^2+3\mathrm{e}}\right]$

解: 令 $g(x)=x\mathrm{e}^x$,则 $g'(x)=\mathrm{e}^x(x+1)$.令 $g'(x)=0$,解得 $x=-1$.

故函数 $g(x)$ 在区间 $(-\infty,-1)$ 上单调递减,在 $(-1,+\infty)$ 上单调递增,

且在 $x=-1$ 处,取得最小值 $g(-1)=-\dfrac1{\mathrm{e}}$.

当 $x<0$ 时,$g(x)=x\mathrm{e}^x<0$;当 $x\to+\infty$ 时,$g(x)=x\mathrm{e}^x\to+\infty$,

又因为 $f(x)=\left|x\mathrm{e}^x\right|=\left|g(x)\right|$,

则 $f(x)$ 的图像是将 $g(x)$ 的图像在 $x$ 轴下方的部分关于 $x$ 轴向上翻折,保留 $x$ 轴上方的部分得到的,故 $f(x)$ 的图像如图所示.

令 $f(x)=m$,结合图像,根据题意若要满足 $f^2(x)+3tf(x)+t+1=0$ 有四个根,

则需方程 $m^2+3tm+t+1=0$ 有两个实根 $m_1$ 与 $m_2$,且满足其中一个根 $m_1\in\left(0,\dfrac1{\mathrm{e}}\right)$,另一个根 $m_2>\dfrac1{\mathrm{e}}$ 或 $m_2=0$,

由 $\Delta=9t^2-4(t+1)>0$,得 $t<\dfrac{2-2\sqrt{10}}{9}$ 或 $t>\dfrac{2+2\sqrt{10}}{9}$,

当方程 $m^2+3tm+t+1=0$ 的一个根 $m_1\in\left(0,\dfrac1{\mathrm{e}}\right)$,另一个根 $m_2=0$ 时,

将 $m=0$ 代入 $m^2+3tm+t+1=0$,可得 $t=-1$,

故 $m^2+3tm+t+1=0$ 化为 $m^2-3m=0$,解得 $m=0$ 或 $m=3$,不符合题意;

当方程 $m^2+3tm+t+1=0$ 的一个根 $m_1\in\left(0,\dfrac1{\mathrm{e}}\right)$,另一个根 $m_2>\dfrac1{\mathrm{e}}$ 时,

所以 $\begin{cases}t+1>0\\[4pt]-\dfrac{3t}{2}>0\\[6pt]\dfrac{1}{\mathrm{e}^2}+\dfrac{3t}{\mathrm{e}}+t+1<0\end{cases}$ 解得 $-1<t<-\dfrac{\mathrm{e}^2+1}{\mathrm{e}^2+3\mathrm{e}}$.

综上所述,实数 $t$ 的取值范围为 $-1<t<-\dfrac{\mathrm{e}^2+1}{\mathrm{e}^2+3\mathrm{e}}$.

故选:B.

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