Question

規(guī)定A

m x

=x（x-1）…（x-m+1），其中x∈R，m為正整數(shù)，且

A

0 x

=1，這是排列數(shù)A

m n

（n，m是正整數(shù)，n≤m）的一種推廣．
（Ⅰ） 求A

3 -9

的值；
（Ⅱ）排列數(shù)的兩個(gè)性質(zhì)：①A

m n

=nA

m-1 n-1

，②A

m n

+mA

m-1 n

=A

m n+1

（其中m，n是正整數(shù)）．是否都能推廣到A

m x

（x∈R，m是正整數(shù)）的情形？若能推廣，寫(xiě)出推廣的形式并給予證明；若不能，則說(shuō)明理由；
（Ⅲ）已知函數(shù)f（x）=A

3 x

-4lnx-m，試討論函數(shù)f（x）的零點(diǎn)個(gè)數(shù)．

Answer 1

分析：（Ⅰ）直接代入定義求解；
（Ⅱ）利用新定義，結(jié)合排列數(shù)的兩個(gè)性質(zhì)即可證明推廣的結(jié)論；
（Ⅲ）由新定義展開(kāi)函數(shù)f（x），求導(dǎo)后得其導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn)，得其在各區(qū)間段內(nèi)的單調(diào)性，然后對(duì)m進(jìn)行討論得其零點(diǎn)個(gè)數(shù)．

解答：解：（Ⅰ）

A

3 -9

=-9×(-10)×(-11)=-990；
（Ⅱ）性質(zhì)①、②均可推廣，推廣的形式分別是①

A

m x

=x

A

m-1 x-1

，②

A

m x

+m

A

m-1 x

=

A

m x+1

（x∈R，m∈N^*）
證明：①當(dāng)m=1時(shí)，左邊=

A

1 x

=x，右邊=x

A

0 x

=x，等式成立；
當(dāng)m≥2時(shí)，
左邊=x（x-1）…（x-m+1）=x{（x-1）（x-2）…[（x-1）-（m-1）+1]}=x

A

m-1 x-1

．
因此，

A

m x

=x

A

m-1 x-1

（x∈R，m∈N^*）成立．
②當(dāng)m=1時(shí)，左邊=

A

1 x

+

A

0 x

=x+1=

A

1 x+1

=右邊，等式成立；
當(dāng)m≥2時(shí)，左邊x（x-1）…（x-m+1）+mx（x-1）…（x-m+2）
=x（x-1）…（x-m+2）（x-m+1+m）
=（x+1）x（x-1）…（x-m+2）
=（x+1）x（x-1）…[（x+1）-m=1]
=

A

m x+1

=右邊
因此，

A

m x

+m

A

m-1 x

=

A

m x+1

（x∈R，m∈N^*）成立．
（Ⅲ）f（x）=

A

3 x

-4lnx-m=x(x-1)(x-2)-4lnx-m=x3-3x2+2x-4lnx-m
設(shè)函數(shù)g（x）=x³-3x²+2x-4lnx，
函數(shù)f（x）零點(diǎn)的個(gè)數(shù)等價(jià)于函數(shù)g（x）與y=m公共點(diǎn)的個(gè)數(shù)．
f（x）的定義域?yàn)椋?，+∞）
g′(x)=3x2-6x+2-

4

x

=

3x3-6x2+2x-4

x

=

(x-2)(3x2+2)

x

．
令g^′（x）=0，得x=2

x	（0，2）	2	（2，+∞）
g′（x）	-	0	+
g（x）	減	-4ln2	增

∴當(dāng)m＜-4ln2時(shí)，函數(shù)g（x）與y=m沒(méi)有公共點(diǎn)，即函數(shù)f（x）不存在零點(diǎn)，
當(dāng)m=-4ln2時(shí)，函數(shù)g（x）與y=m有一個(gè)公共點(diǎn)，即函數(shù)f（x）有且只有一個(gè)零點(diǎn)，
當(dāng)m＞-4ln2時(shí)，函數(shù)g（x）與y=m有兩個(gè)公共點(diǎn)，即函數(shù)f（x）有且只有兩個(gè)零點(diǎn)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了排列及排列數(shù)公式，考查了利用導(dǎo)函數(shù)判斷原函數(shù)的單調(diào)性，考查了分類討論的數(shù)學(xué)思想方法，解答的關(guān)鍵是對(duì)新定義的理解與運(yùn)用，是中檔題．