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1、專題09函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題的綜合應(yīng)用 【方法技巧與總結(jié)】1.函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題的常見(jiàn)題型:判斷函數(shù)是否存在零點(diǎn)或者求零點(diǎn)的個(gè)數(shù);根據(jù)含參函數(shù)零點(diǎn)情況,求參數(shù)的值或取值范圍.求解步驟:第一步:將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為函數(shù)的圖像與軸(或直線)在某區(qū)間上的交點(diǎn)問(wèn)題;第二步:利用導(dǎo)數(shù)研究該函數(shù)在此區(qū)間上的單調(diào)性、極值、端點(diǎn)值等性質(zhì),進(jìn)而畫(huà)出其圖像;第三步:結(jié)合圖像判斷零點(diǎn)或根據(jù)零點(diǎn)分析參數(shù).【題型歸納目錄】題型一:零點(diǎn)問(wèn)題之一個(gè)零點(diǎn)題型二:零點(diǎn)問(wèn)題之二個(gè)零點(diǎn)題型三:零點(diǎn)問(wèn)題之三個(gè)零點(diǎn)題型四:零點(diǎn)問(wèn)題之max,min問(wèn)題題型五:零點(diǎn)問(wèn)題之同構(gòu)法題型六:零點(diǎn)問(wèn)題之零點(diǎn)差問(wèn)題題型七:零點(diǎn)問(wèn)題之三角函數(shù)題型
2、八:零點(diǎn)問(wèn)題之取點(diǎn)技巧【典例例題】題型一:零點(diǎn)問(wèn)題之一個(gè)零點(diǎn)例1已知,函數(shù)(1)討論的單調(diào)性;(2)若在上僅有一個(gè)零點(diǎn),求的取值范圍【解答】解:(1)由題可知:,令當(dāng),此時(shí),在,單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),恒成立,所以在上單調(diào)遞增當(dāng),此時(shí),在上單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減綜上,當(dāng)時(shí),的增區(qū)間為,的減區(qū)間為;當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),的增區(qū)間為,的減區(qū)間為(2)由題可得:(a);由(1)可得:當(dāng)時(shí),所以僅在有一個(gè)零點(diǎn),滿足要求;當(dāng)時(shí),僅有一個(gè)零點(diǎn),滿足要求;當(dāng)時(shí),又在上僅有一個(gè)零點(diǎn),則(a),即,綜上,若在上僅有一個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍時(shí)例2已知函數(shù)(1)若是函數(shù)的一個(gè)極值點(diǎn),試討論的單調(diào)性;(2)若在上
3、有且僅有一個(gè)零點(diǎn),求的取值范圍【解答】解:(1),是函數(shù)的一個(gè)極值點(diǎn),則,當(dāng)時(shí),恒成立,在上單調(diào)遞減當(dāng)時(shí),在,上單調(diào)遞減,在遞增綜上,當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減當(dāng)時(shí),在,上單調(diào)遞減,在遞增(2)在上有且僅有一個(gè)零點(diǎn),即方程有唯一解,令,令,可得或時(shí),時(shí),時(shí),在遞增,在,遞減,且時(shí),時(shí),或,或所以,的取值范圍,例3已知函數(shù)()討論的單調(diào)性;()從下面兩個(gè)條件中選一個(gè),證明:恰有一個(gè)零點(diǎn),;,【解答】解:(),當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),令,可得或,當(dāng)時(shí),當(dāng)或時(shí),當(dāng)時(shí),在,上單調(diào)遞增,在,上單調(diào)遞減,時(shí), 且等號(hào)不恒成立,在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),當(dāng)或時(shí),當(dāng)時(shí),在,上單調(diào)遞增,在,上單調(diào)
4、遞減綜上所述:當(dāng) 時(shí), 在上單調(diào)遞減;在上 單調(diào)遞增;當(dāng) 時(shí), 在, 和上單調(diào)遞增;在,上單調(diào)遞減;當(dāng) 時(shí), 在 上單調(diào)遞增;當(dāng) 時(shí), 在和, 上單調(diào)遞增;在, 上單調(diào)遞減()證明:若選,由 ()知, 在上單調(diào)遞增, 單調(diào)遞減, 上 單調(diào)遞增注意到 在 上有一個(gè)零點(diǎn);,由 得,當(dāng) 時(shí),此時(shí) 無(wú)零點(diǎn)綜上: 在 上僅有一個(gè)零點(diǎn)另解:當(dāng),時(shí),有,而,于是,所以在沒(méi)有零點(diǎn),當(dāng)時(shí),于是,所以在,上存在一個(gè)零點(diǎn),命題得證若選,則由()知:在, 上單調(diào)遞增,在,上單調(diào)遞減,在 上單調(diào)遞增,當(dāng) 時(shí),此時(shí) 無(wú)零點(diǎn)當(dāng) 時(shí), 單調(diào)遞增,注意到,取,又易證,在上有唯一零點(diǎn),即在上有唯一零點(diǎn)綜上: 在 上有唯一零點(diǎn)題型
5、二:零點(diǎn)問(wèn)題之二個(gè)零點(diǎn)例4已知函數(shù),(1)討論的單調(diào)性;(2)若有兩個(gè)零點(diǎn),求的取值范圍【解答】解:(1)由,可得,當(dāng)時(shí),由,可得;由,可得,即有在遞減;在遞增;當(dāng)時(shí),由,解得或,若,則恒成立,即有在上遞增;若時(shí),由,可得或;由,可得;即有在,遞增,在,遞減;若,由,可得或;由,可得即有在,遞增;在,遞減;綜上:當(dāng)時(shí),在遞減;在遞增;當(dāng)時(shí),時(shí),在上遞增;時(shí),在,遞增,在,遞減;時(shí),在,遞增;在,遞減(2)由(1)可得,當(dāng)時(shí),在遞減;在遞增,且(1),(2),故在上存在1個(gè)零點(diǎn),取滿足,且,則(b),故在是也存在1個(gè)零點(diǎn),故時(shí),有2個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),所以只有一個(gè)零點(diǎn),不合題意;當(dāng)時(shí),若時(shí),在遞增,不
6、存在2個(gè)零點(diǎn),不合題意;若,在遞增,又當(dāng)時(shí),不存在2個(gè)零點(diǎn),不合題意,當(dāng)時(shí),在單調(diào)增,在,遞減,在,遞增,極大值(1),故不存在2個(gè)零點(diǎn),不合題意;綜上,有兩個(gè)零點(diǎn)時(shí),的取值范圍為例5已知函數(shù)(1)討論的單調(diào)性;(2)若有兩個(gè)零點(diǎn),求的取值范圍【解答】解:(1)的定義域?yàn)?,且,?dāng)時(shí),此時(shí)在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),由解得,由解得,此時(shí)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;綜上,當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;(2)由(1)知,當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,函數(shù)至多一個(gè)零點(diǎn),不合題意;當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,則,當(dāng)時(shí),函數(shù)至多有一個(gè)零點(diǎn),不合題意;當(dāng)時(shí),由于,且,由零點(diǎn)存在性定理可知,在上存
7、在唯一零點(diǎn),由于,且(由于,由零點(diǎn)存在性定理可知,在上存在唯一零點(diǎn);綜上,實(shí)數(shù)的取值范圍為例6已知函數(shù)為自然對(duì)數(shù)的底數(shù),且(1)討論的單調(diào)性;(2)若有兩個(gè)零點(diǎn),求的取值范圍【解答】解:(1),時(shí),則時(shí),在遞減,時(shí),在遞增,當(dāng)時(shí),由得,若,則,故在遞增,若,則當(dāng)或時(shí),時(shí),故在,遞增,在遞減;綜上:時(shí),在遞減,在遞增,時(shí),在,遞增,在遞減;時(shí),在遞增;(2)時(shí),在遞增,不可能有2個(gè)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),在,遞增,遞減,故當(dāng)時(shí),取極大值,極大值為,此時(shí),不可能有2個(gè)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),由得,此時(shí),僅有1個(gè)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),在遞減,在遞增,故,有2個(gè)零點(diǎn),解得:,而(1),取,則(b),故在,各有1個(gè)零點(diǎn),綜上,的取值范圍
8、是,題型三:零點(diǎn)問(wèn)題之三個(gè)零點(diǎn)例7已知函數(shù),(1)求的極值;(2)若方程有三個(gè)解,求實(shí)數(shù)的取值范圍【解答】解:(1)的定義域?yàn)椋?dāng)時(shí),在上遞減,在上遞增,所以在處取得極小值,當(dāng)時(shí),所以無(wú)極值,當(dāng)時(shí),在上遞增,在上遞減,所以在處取得極大值(2)設(shè),即,若,則當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,至多有兩個(gè)零點(diǎn)若,則,(僅(1),單調(diào)遞增,至多有一個(gè)零點(diǎn)若,則,當(dāng)或時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,要使有三個(gè)零點(diǎn),必須有成立由(1),得,這與矛盾,所以不可能有三個(gè)零點(diǎn)若,則當(dāng)或時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,要使有三個(gè)零點(diǎn),必須有成立,由(1),得,由及,得,并且,當(dāng)時(shí),綜上,使有三個(gè)零點(diǎn)的的取值范圍為例8已
9、知函數(shù),(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值(2)若方程有三個(gè)解,求實(shí)數(shù)的取值范圍【解答】解:(1)函數(shù)的定義域,當(dāng)時(shí),函數(shù)單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),函數(shù)單調(diào)遞減,故當(dāng)時(shí),函數(shù)取得極小值,沒(méi)有極大值,由)整理可得,令,則可得,易得當(dāng)時(shí),函數(shù)單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),函數(shù)單調(diào)遞減,故時(shí),函數(shù)取得最小值即,故原方程可轉(zhuǎn)化為,令,則,因?yàn)椋椎卯?dāng)或時(shí),函數(shù)單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),函數(shù)單調(diào)遞減,故當(dāng)時(shí),函數(shù)取得極大值(1),當(dāng)時(shí),函數(shù)取得極小值(e),由題意可得,與個(gè)交點(diǎn),則,解可得,故的范圍例9已知函數(shù)(1)討論的單調(diào)性;(2)若有三個(gè)零點(diǎn),求的取值范圍【解答】解:(1),時(shí),在遞增,時(shí),令,解得:或,令,解得:,在遞增,在,遞減,在
10、,遞增,綜上,時(shí),在遞增,時(shí),在遞增,在,遞減,在,遞增;(2)由(1)得:,若有三個(gè)零點(diǎn),只需,解得:,故題型四:零點(diǎn)問(wèn)題之max,min問(wèn)題例10已知函數(shù),(1)當(dāng)為何值時(shí),軸為曲線的切線(2)設(shè)在,單調(diào)遞增,求的取值范圍(3)用,表示,中的最小值,設(shè)函數(shù),討論零點(diǎn)的個(gè)數(shù)【解答】解:(1)設(shè)曲線與軸相切于點(diǎn),則,解得,因此當(dāng)時(shí),軸為曲線的切線;(2),導(dǎo)數(shù)為,由題意可得在,恒成立,即有的最小值,由的導(dǎo)數(shù)為在遞增,即有最小值為4,則,解得;(3)當(dāng)時(shí),函數(shù),故在時(shí)無(wú)零點(diǎn)當(dāng)時(shí),若,則(1),(1),(1)(1),故是函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn);若,則(1),(1),(1)(1),故不是函數(shù)的零點(diǎn);當(dāng)時(shí),因
11、此只考慮在內(nèi)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)即可當(dāng)或時(shí),在內(nèi)無(wú)零點(diǎn),因此在區(qū)間內(nèi)單調(diào),而,(1),當(dāng)時(shí),函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有一個(gè)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),函數(shù)在區(qū)間內(nèi)沒(méi)有零點(diǎn)當(dāng)時(shí),函數(shù)在內(nèi)單調(diào)遞減,在,內(nèi)單調(diào)遞增,故當(dāng)時(shí),取得最小值若,即,則在內(nèi)無(wú)零點(diǎn)若,即,則在內(nèi)有唯一零點(diǎn)若,即,由,(1),當(dāng)時(shí),在內(nèi)有兩個(gè)零點(diǎn)當(dāng)時(shí),在內(nèi)有一個(gè)零點(diǎn)綜上可得:當(dāng)或時(shí),有一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)或時(shí),有兩個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn)例11已知函數(shù),(1)若函數(shù)的定義域?yàn)?,求?shí)數(shù)的取值范圍;(2)若函數(shù)在上單調(diào)遞減,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(3)用,表示,中的最小值,設(shè)函數(shù),討論零點(diǎn)的個(gè)數(shù)【解答】解:(1)若函數(shù)的定義域?yàn)?,則任意,使得,所以,解得,所以實(shí)數(shù)的取值范圍為(
12、2)若函數(shù)在上單調(diào)遞減,又因?yàn)樵谏蠟闇p函數(shù),所以在上為增函數(shù)且任意,所以,且(1),即,且,解得,所以的取值范圍為,(3)因?yàn)楫?dāng)時(shí),所以,所以在上無(wú)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),過(guò)點(diǎn),且對(duì)稱軸,作出的圖象,可得只有一個(gè)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),過(guò)點(diǎn),且對(duì)稱軸,當(dāng),即時(shí),只有一個(gè)零點(diǎn),當(dāng),即時(shí),的零點(diǎn)為,由兩個(gè)零點(diǎn),當(dāng),即時(shí),令,解得,且,若,即時(shí),函數(shù)有3個(gè)零點(diǎn),若,即時(shí),函數(shù)有1個(gè)零點(diǎn),若若,即時(shí),函數(shù)有2個(gè)零點(diǎn),綜上所述,當(dāng),時(shí),只有一個(gè)零點(diǎn),當(dāng)或時(shí),有兩個(gè)零點(diǎn),當(dāng),時(shí),有三個(gè)零點(diǎn)例12已知函數(shù),其中為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)用,表示,中較大者,記函數(shù),若函數(shù)在上恰有2個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍【解答】
13、解:(1),當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),當(dāng),單調(diào)遞增, 當(dāng),單調(diào)遞減;(2)當(dāng)時(shí),在無(wú)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),(e),(e),若(e),即,則是的一個(gè)零點(diǎn),若(e),即,則不是的零點(diǎn),當(dāng)時(shí),所以此時(shí)只需考慮函數(shù)的零點(diǎn)的情況因?yàn)?,?dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增所以:()當(dāng)時(shí),(e),在上無(wú)零點(diǎn);()當(dāng)時(shí),(e),又,所以此時(shí)在上恰有一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),由(1)知,在遞減,遞增,又因?yàn)椋╡),所以此時(shí)恰有一個(gè)零點(diǎn)綜上,題型五:零點(diǎn)問(wèn)題之同構(gòu)法例13已知函數(shù),若函數(shù)在區(qū)間內(nèi)存在零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍【解答】解:方法一:由可得,設(shè),則,令,在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,故(1)當(dāng)時(shí),令,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,(1),此時(shí)在區(qū)間
14、內(nèi)無(wú)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),(1),此時(shí)在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn);當(dāng)時(shí),令,解得或1或,且,此時(shí)在單減,單增,單減,單增,當(dāng)或時(shí),此時(shí)在區(qū)間內(nèi)有兩個(gè)零點(diǎn);綜合知在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn)方法二:由題意可得,即,因?yàn)楫?dāng)時(shí)等號(hào)成立,所以,即,令,易知在單減,在上單增,所以(1),又趨近于0和正無(wú)窮時(shí),趨近于正無(wú)窮,所以例14已知(1)若函數(shù)在上有1個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍(2)若關(guān)于的方程有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)解,求的取值范圍【解答】解:(1),所以,當(dāng)時(shí),所以在,單調(diào)遞增,又因?yàn)?,所以在,上無(wú)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),使得,所以在,單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,又因?yàn)?,所以若,即時(shí),在,上無(wú)零點(diǎn),若,即時(shí),在,上有一個(gè)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),在,上單調(diào)遞減,在,上無(wú)零
15、點(diǎn),綜上當(dāng)時(shí),在,上有一個(gè)零點(diǎn);(2)由,即,即,則有,令,則,所以函數(shù)在上遞增,所以,則有,即,因?yàn)殛P(guān)于的方程有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)解,則方程,有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)解,令,則,當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),所以函數(shù)在上遞減,在上遞增,所以(1),當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),所以例15已知函數(shù)(1)若,求函數(shù)的極值;(2)若函數(shù)有且僅有兩個(gè)零點(diǎn),求的取值范圍【解答】解析:(1)當(dāng)時(shí),顯然在單調(diào)遞增,且,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增在處取得極小值,無(wú)極大值(2)函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),即有兩個(gè)解,即有兩個(gè)解,設(shè),則,單調(diào)遞增,有兩個(gè)解,即有兩個(gè)解令,則,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),題型六:零點(diǎn)問(wèn)題之零點(diǎn)差問(wèn)題例16已知關(guān)于的函數(shù),與,
16、在區(qū)間上恒有(1)若,求的表達(dá)式;(2)若,求的取值范圍;(3)若,求證:【解答】解:(1)由得,又,所以,所以,函數(shù)的圖象為過(guò)原點(diǎn),斜率為2的直線,所以,經(jīng)檢驗(yàn):,符合任意,(2),設(shè),設(shè),在上,單調(diào)遞增,在上,單調(diào)遞減,所以(1),所以當(dāng)時(shí),令所以,得,當(dāng)時(shí),即時(shí),在上單調(diào)遞增,所以,所以,當(dāng)時(shí),即時(shí),即,解得,綜上,(3)當(dāng)時(shí),由,得,整理得,令,則,記,則,恒成立,所以在,上是減函數(shù),則(1),即,所以不等式有解,設(shè)解為,因此當(dāng)時(shí),設(shè),則,令,得,當(dāng)時(shí),是減函數(shù),當(dāng),時(shí),是增函數(shù),(1),則當(dāng)時(shí),則,因此,因?yàn)椋?,?dāng)時(shí),因?yàn)?,為偶函?shù),因此也成立,綜上所述,例17已知函數(shù)(1)如,
17、求的單調(diào)區(qū)間;(2)若在,單調(diào)增加,在,單調(diào)減少,證明:【解答】解:()當(dāng)時(shí),故當(dāng)或時(shí),;當(dāng)或時(shí),從而在,單調(diào)增加,在,單調(diào)減少;()由條件得:(2),即,故,從而因?yàn)椋詫⒂疫呎归_(kāi),與左邊比較系數(shù)得,故,又,即由此可得于是例18已知函數(shù),(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)當(dāng),時(shí),函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn),證明:【解答】(1)解:當(dāng)時(shí),令,可得,令,可得,所以的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為(2)證明:函數(shù)的定義域?yàn)?,令,因?yàn)楹瘮?shù)有兩個(gè)極值點(diǎn),所以,是函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn),令,可得,令,可得,所以在上單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增,所以,由,可得,因?yàn)椋?,所以要證,即證,只需證(2),因?yàn)?,所以?),所
18、以,得證題型七:零點(diǎn)問(wèn)題之三角函數(shù)例19已知函數(shù),為的導(dǎo)數(shù)證明:(1)在區(qū)間存在唯一極大值點(diǎn);(2)有且僅有2個(gè)零點(diǎn)【解答】證明:(1)的定義域?yàn)?,令,則在恒成立,在上為減函數(shù),又,由零點(diǎn)存在定理可知,函數(shù)在上存在唯一的零點(diǎn),結(jié)合單調(diào)性可得,在上單調(diào)遞增,在,上單調(diào)遞減,可得在區(qū)間存在唯一極大值點(diǎn);(2)由(1)知,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,單調(diào)遞增;由于在,上單調(diào)遞減,且,由零點(diǎn)存在定理可知,函數(shù)在,上存在唯一零點(diǎn),結(jié)合單調(diào)性可知,當(dāng),時(shí),單調(diào)遞減,單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,單調(diào)遞減當(dāng),時(shí),于是,單調(diào)遞減,其中,于是可得下表:000單調(diào)遞減0單調(diào)遞增大于0單調(diào)遞減大于0單調(diào)遞
19、減小于0結(jié)合單調(diào)性可知,函數(shù)在,上有且只有一個(gè)零點(diǎn)0,由函數(shù)零點(diǎn)存在性定理可知,在,上有且只有一個(gè)零點(diǎn),當(dāng),時(shí),則恒成立,因此函數(shù)在,上無(wú)零點(diǎn)綜上,有且僅有2個(gè)零點(diǎn)例20已知函數(shù),證明:(1)在區(qū)間存在唯一極大值點(diǎn);(2)有且僅有2個(gè)零點(diǎn)【解答】證明:(1)函數(shù),令,函數(shù)在上單調(diào)遞減,又當(dāng)時(shí),而,存在唯一,使得,當(dāng)時(shí),即,函數(shù)單調(diào)遞增;當(dāng),時(shí),即,函數(shù)單調(diào)遞減,函數(shù)在區(qū)間存在唯一極大值點(diǎn);(2)由(1)可知,函數(shù)在上單調(diào)遞增,在,上單調(diào)遞減,是函數(shù)的極大值點(diǎn),且,又當(dāng)時(shí),;,在區(qū)間內(nèi)存在一個(gè)零點(diǎn),在區(qū)間,上存在一個(gè)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),設(shè),則,在上單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),無(wú)零點(diǎn),時(shí),又,當(dāng)時(shí),無(wú)零點(diǎn),當(dāng)時(shí)
20、,函數(shù)在區(qū)間內(nèi)無(wú)零點(diǎn),函數(shù)有且僅有2個(gè)零點(diǎn)例21已知函數(shù)求證:(1)在區(qū)間存在唯一極大值點(diǎn);(2)在上有且僅有2個(gè)零點(diǎn)【解答】證明:(1)因?yàn)椋?,設(shè),則,則當(dāng)時(shí),所以即在上遞減又,且是連續(xù)函數(shù),故在上有唯一零點(diǎn)當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),所以在內(nèi)遞增,在上遞減,故在上存在唯一極大值點(diǎn)(2)因?yàn)椋?,設(shè),則,則當(dāng)時(shí),所以在內(nèi)單調(diào)遞減由(1)知,在內(nèi)遞增,在內(nèi)遞減,又,所以,又的圖象連續(xù)不斷,所以存在,使得;當(dāng)內(nèi)時(shí),在內(nèi)遞減,又因?yàn)?,且的圖象連續(xù)不斷,所以存在,使得;當(dāng)時(shí),所以,從而在上沒(méi)有零點(diǎn),綜上,有且僅有兩個(gè)零點(diǎn)例22已知函數(shù)(1)證明:,(2)判斷的零點(diǎn)個(gè)數(shù),并給出證明過(guò)程【解答】解:(1)證明:
21、因?yàn)椋詾榕己瘮?shù),不妨設(shè),所以,所以,當(dāng),時(shí),當(dāng),時(shí),即函數(shù)在,為減函數(shù),在,為增函數(shù),又,所以,即在,為減函數(shù),故,即,故當(dāng),時(shí),;(2)由(1)得:當(dāng),時(shí),函數(shù)有且只有1個(gè)零點(diǎn)為,當(dāng),時(shí),即在,為增函數(shù),即(3),即函數(shù)在,無(wú)零點(diǎn),當(dāng),時(shí),即函數(shù)為增函數(shù),又,(3),即存在使得,即當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),即函數(shù)在,為減函數(shù),在,為增函數(shù),又,(3),即函數(shù)在,只有1個(gè)零點(diǎn),又函數(shù)在為偶函數(shù),綜合可得:函數(shù)在,有1個(gè)零點(diǎn),在無(wú)零點(diǎn),在,無(wú)零點(diǎn),故函數(shù)在上有3個(gè)零點(diǎn)題型八:零點(diǎn)問(wèn)題之取點(diǎn)技巧例23已知函數(shù)(1)當(dāng),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若有且只有一個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)單調(diào)遞減區(qū)間為
22、,單調(diào)遞增區(qū)間為;(2).【分析】(1)求導(dǎo)函數(shù),結(jié)合定義域由得單調(diào)遞減區(qū)間,由得單調(diào)遞增區(qū)間;(2)求得,分討論:當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,由零點(diǎn)存在性定理可作出判斷;當(dāng)時(shí),可直接代入判斷;當(dāng)時(shí),有最小值,再分討論可得結(jié)果.【詳解】(1)當(dāng)時(shí),(),則.由得;由得.所以,函數(shù)單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為.(2)依題意得, 當(dāng)時(shí),恒成立,單調(diào)遞增,取且,則,所以,存在唯一,使,符合題意; 當(dāng)時(shí),無(wú)零點(diǎn),與題意不符; 當(dāng)時(shí),由得,當(dāng),單調(diào)遞減;,單調(diào)遞增.所以.(i)當(dāng)時(shí),有唯一零點(diǎn),符合題意.(ii)當(dāng)時(shí),令,則,所以在單調(diào)遞減,由,所以,又,所以無(wú)零點(diǎn),與題意不符.(iii)當(dāng)時(shí),顯然,又,使;設(shè),
23、則,令,則,所以函數(shù)即在單調(diào)遞增,從而,所以在單調(diào)遞增,又,使得,有個(gè)零點(diǎn),與題意不符.綜上,實(shí)數(shù)的取值范圍是.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:第(2)問(wèn)在討論時(shí),關(guān)鍵點(diǎn)是由零點(diǎn)的存在性定理尋找包含零點(diǎn)的區(qū)間.例24已知函數(shù)(是自然對(duì)數(shù)的底數(shù),且).(1)求的單調(diào)區(qū)間;(2)若是函數(shù)在上的唯一的極值點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍;(3)若函數(shù)有兩個(gè)不同的零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)答案見(jiàn)解析;(2);(3).【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),通過(guò)討論的范圍,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可;(2)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),得到在內(nèi)無(wú)變號(hào)根或無(wú)根;設(shè),通過(guò)討論的范圍,求出函數(shù)的最小值,得到關(guān)于的不等式,解出即可;(3),令,通過(guò)討
24、論的范圍,去掉絕對(duì)值,結(jié)合函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù),確定的取值范圍即可【詳解】解:(1),當(dāng)時(shí),時(shí),單調(diào)遞增,時(shí),單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),時(shí),單調(diào)遞減,時(shí),單調(diào)遞增;綜上,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為; (2)由題意可求得,因?yàn)槭呛瘮?shù)在上的唯一的極值點(diǎn),所以在內(nèi)無(wú)變號(hào)根或無(wú)根. 設(shè),則,當(dāng)且時(shí),所以在上單調(diào)遞增,符合條件.當(dāng)時(shí),令得,遞減,遞增.所以,即;綜上所述,的取值范圍為 (3)由題意得:,令,則,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.()當(dāng)時(shí),則,所以.因?yàn)?,所以,因此在上單調(diào)遞增.()當(dāng)時(shí),則,所以.因?yàn)?,即,又,所以,因此在上單調(diào)遞減.綜合()()可知,當(dāng)時(shí),
25、因?yàn)楹瘮?shù)有兩個(gè)不同的零點(diǎn),所以,即且, 而當(dāng)且時(shí),當(dāng)時(shí),故在內(nèi)有1個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),故在內(nèi)有1個(gè)零點(diǎn);所以當(dāng)且時(shí),有兩個(gè)零點(diǎn),故的取值范圍為.【點(diǎn)睛】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性,最值問(wèn)題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及函數(shù)恒成立問(wèn)題,考查轉(zhuǎn)化思想,分類討論思想,是難題例25已知函數(shù)(1)試討論函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù);(2)若當(dāng)時(shí),關(guān)于x的方程有且只有一個(gè)實(shí)數(shù)解,求實(shí)數(shù)a的取值范圍【答案】(1)答案不唯一,具體見(jiàn)解析;(2)【分析】(1)由已知有,當(dāng)顯然有一個(gè)零點(diǎn),當(dāng)時(shí)由的符號(hào)研究單調(diào)性,進(jìn)而根據(jù)極值與0的關(guān)系,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理,即可知的零點(diǎn)個(gè)數(shù);(2)由題設(shè),若,若,再由導(dǎo)數(shù)研究在上的單調(diào)性,根據(jù),討論、,構(gòu)造中間函數(shù)
26、研究單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理確定實(shí)數(shù)解的個(gè)數(shù),進(jìn)而求參數(shù)a的范圍.【詳解】(1)根據(jù)題意,得,有:若,則,此時(shí)函數(shù)在R上單調(diào)遞增,又,故函數(shù)只有一個(gè)零點(diǎn);若,令,則,有,此時(shí)在上單調(diào)遞增,有,此時(shí)在上單調(diào)遞減,()當(dāng),即時(shí),則,此時(shí)只有一個(gè)零點(diǎn);()當(dāng)時(shí),即時(shí),則,又時(shí),時(shí),由零點(diǎn)存在定理可得:此時(shí)函數(shù)在R上有兩個(gè)零點(diǎn)綜上,當(dāng)或時(shí),函數(shù)只有一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)(2)設(shè),設(shè),由得,在上單調(diào)遞增,即單調(diào)遞增,當(dāng),即時(shí),時(shí),在單調(diào)遞增,又,此時(shí)關(guān)于x的方程有且只有一個(gè)實(shí)數(shù)解,當(dāng),即時(shí),由(1)知,則,又,故,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,又,在內(nèi),關(guān)于x的方程有一個(gè)實(shí)數(shù)解1,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,且,令,若
27、,故在單調(diào)遞增,則,時(shí),在單調(diào)遞增,故,即,又,由零點(diǎn)存在定理可知,在,關(guān)于x的方程有兩個(gè)實(shí)數(shù)解,綜上,當(dāng)時(shí)關(guān)于x的方程有且只有一個(gè)實(shí)數(shù)解,則【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:(1)討論參數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理判斷零點(diǎn)的個(gè)數(shù).(2)設(shè),應(yīng)用導(dǎo)數(shù)可得單調(diào)遞增且,討論、并構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理判斷實(shí)數(shù)解的個(gè)數(shù).例26已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求在處的切線方程;(2)設(shè),若有兩個(gè)零點(diǎn),求的取值范圍.【答案】(1);(2).【分析】(1)求出在處的導(dǎo)數(shù),即切線斜率,求出,即可求出切線方程;(2)求出的導(dǎo)數(shù),討論的范圍,判斷函數(shù)的單調(diào)性,利用零點(diǎn)存在性定理進(jìn)行判斷.【詳
28、解】解:(1)當(dāng)時(shí),切線方程為即;(2),.當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.,.在上有且只有一個(gè)零點(diǎn).取,使,且,則.即有兩個(gè)不同的零點(diǎn).當(dāng)時(shí),此時(shí)只有一個(gè)零點(diǎn).當(dāng)時(shí),令,得或.當(dāng)時(shí),恒成立,在上單調(diào)遞增.當(dāng)時(shí),即.若或,則;若,則.在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.當(dāng)時(shí),即.若時(shí),若,則.在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減當(dāng)時(shí),.無(wú)零點(diǎn),不合題意.綜上,有兩個(gè)零點(diǎn)的取值范圍是.【點(diǎn)睛】本題考查利用導(dǎo)數(shù)求切線方程,考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題,屬于較難題.【過(guò)關(guān)測(cè)試】1已知函數(shù)為的導(dǎo)函數(shù)(1)判斷函數(shù)在區(qū)間上是否存在極值,若存在,請(qǐng)判斷是極大值還是極小值;若不存在,說(shuō)明理由;(2)求證:函數(shù)在區(qū)間上
29、只有兩個(gè)零點(diǎn)【答案】(1)存在;極小值(2)證明見(jiàn)解析【解析】【分析】(1)轉(zhuǎn)化為判斷導(dǎo)函數(shù)是否存在變號(hào)零點(diǎn),對(duì)求導(dǎo)后,判斷的單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理可得結(jié)果;(2)當(dāng)時(shí),利用單調(diào)性得恒成立,此時(shí)無(wú)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),利用導(dǎo)數(shù)得到單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理可得在上只有一個(gè)零點(diǎn).由此可證結(jié)論正確.(1)由,可得,則,令,其中,可得,所以在上單調(diào)遞增,即在上單調(diào)遞增,因?yàn)椋源嬖?,使得,?dāng)時(shí),單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,所以當(dāng)時(shí),函數(shù)取得極小值(2)由,當(dāng)時(shí),所以,所以在上為增函數(shù),所以,此時(shí)函數(shù)在上沒(méi)有零點(diǎn); 當(dāng)時(shí),可得,所以是函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),由 ,令,可得,令則,當(dāng),可得;當(dāng),可得,即
30、在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又因?yàn)椋源嬖谑沟?,?dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),又因?yàn)?,所以存在使得,即是函?shù)的一個(gè)零點(diǎn)綜上可得,函數(shù)在上有且僅有兩個(gè)零點(diǎn)【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:第二問(wèn)中,分段討論并利用導(dǎo)數(shù)和零點(diǎn)存在性定理求解是解題關(guān)鍵.2已知函數(shù),(e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù),(1)求函數(shù)的最小值;(2)若函數(shù)有且僅有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取值范圍【答案】(1)(2)【解析】【分析】(1)對(duì)函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)與0的關(guān)系判斷單調(diào)性得其最小值;(2)對(duì)進(jìn)行二次求導(dǎo),分為,和三種情形,根據(jù)導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性結(jié)合零點(diǎn)存在定理得結(jié)果.(1)因?yàn)椋?,因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增,且,所以,當(dāng)時(shí),在區(qū)間上單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),在區(qū)間上單調(diào)遞增
31、,所以(2)由題設(shè):所以,令,因?yàn)?,則,所以在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),由(1)知只有一個(gè)零點(diǎn),不合題意,當(dāng)時(shí),因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增,且,故存在,使得,即,所以當(dāng)時(shí),在區(qū)間上單調(diào)遞減當(dāng)時(shí),在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以,則所以沒(méi)有零點(diǎn),不合題意;當(dāng)時(shí),因?yàn)樵趨^(qū)間上單調(diào)遞增,且,所以存在滿足,所以,當(dāng)時(shí),在區(qū)間上單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以,又,先證:,設(shè),當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),.單調(diào)遞增,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),因?yàn)?,所以,又因?yàn)?,且所以,所以時(shí),有且僅有兩個(gè)零點(diǎn),故實(shí)數(shù)a的取值范圍為【點(diǎn)睛】利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的最值主要是通過(guò)導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,若導(dǎo)函數(shù)含有參數(shù),要對(duì)參數(shù)進(jìn)行分類討論,分類討論標(biāo)準(zhǔn)的制定
32、可考慮判別式、零點(diǎn)分布等知識(shí),對(duì)于函數(shù)的零點(diǎn)主要依據(jù)為函數(shù)圖象與軸交點(diǎn)的情形,難點(diǎn)在與端點(diǎn)處函數(shù)值符號(hào)的判定.3已知函數(shù)f(x)2lnxx,g(x)(a1)(1)討論f(x)的單調(diào)性;(2)若函數(shù)h(x)f(x)g(x),討論h(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)【答案】(1)答案見(jiàn)解析(2)當(dāng)時(shí),h(x)無(wú)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),h(x)有唯一的零點(diǎn)【解析】【分析】(1)求出,利用或可得答案;(2)求出,分、討論,利用導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性和最值可得答案.(1),令,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減.綜上所述,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減.(2),當(dāng)時(shí),令且當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,此時(shí),h(x)無(wú)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),令或,當(dāng)時(shí),單
33、調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,此時(shí)當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,注意到,h(x)在上有唯一的零點(diǎn).當(dāng)時(shí),h(x)在(0,)上單調(diào)遞增,注意到,h(x)在(2,6)上有唯一的零點(diǎn),當(dāng)時(shí),令或,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,注意到,h(x)在上有唯一的零點(diǎn),綜上:當(dāng)時(shí),h(x)無(wú)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),h(x)有唯一的零點(diǎn).【點(diǎn)睛】本題求零點(diǎn)問(wèn)題關(guān)鍵是利用導(dǎo)數(shù)判斷出在處有最小值并判斷的正負(fù),構(gòu)造函數(shù)利用零點(diǎn)存在性定理說(shuō)明存在零點(diǎn)個(gè)數(shù),考查了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.4設(shè)(1)當(dāng)b=1時(shí),求的單調(diào)區(qū)間;(2)當(dāng)在R上有且僅有一個(gè)零點(diǎn)時(shí),求b的取值范圍.【答案】(1)
34、單調(diào)遞增區(qū)間是,;單調(diào)遞減區(qū)間是(2)【解析】【分析】(1)代入,求解函數(shù)的導(dǎo)數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)分類討論參數(shù)的取值范圍,利用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)的極值點(diǎn),因有且只有一個(gè)零點(diǎn),故極大值小于0,或者極小值大于0,進(jìn)而求解參數(shù)的取值范圍.(1)解:當(dāng)時(shí),令,解得.當(dāng)x變化時(shí),變化情況如下:1+00+極大值極小值所以的單調(diào)遞增區(qū)間是,;單調(diào)遞減區(qū)間是.(2)當(dāng)時(shí),即時(shí),所以在上單調(diào)增,此時(shí)有且只有一個(gè)零點(diǎn)x=0,符合題意當(dāng)時(shí),當(dāng)x變化時(shí),變化情況如下:1+00+極大值極小值故當(dāng)時(shí),或,解得:;當(dāng)時(shí),當(dāng)x變化時(shí),變化情況如下:1+00+極大值極小值故當(dāng)時(shí),或,解得:;綜上所述:的取值范圍是.
35、【點(diǎn)睛】導(dǎo)函數(shù)中常用的兩種常用的轉(zhuǎn)化方法:一是利用導(dǎo)數(shù)研究含參函數(shù)的單調(diào)性,?;癁椴坏仁胶愠闪?wèn)題注意分類討論與數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用;二是函數(shù)的零點(diǎn)、不等式證明常轉(zhuǎn)化為函數(shù)的單調(diào)性、極(最)值問(wèn)題處理5已知函數(shù),(1)若,分析f(x)的單調(diào)性;(2)若f(x)在區(qū)間(1,e)上有零點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取值范圍【答案】(1)是上單調(diào)遞減函數(shù);(2).【解析】【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)的性質(zhì),結(jié)合放縮法進(jìn)行求解即可;(2)利用函數(shù)零點(diǎn)的定義,結(jié)合構(gòu)造函數(shù)法,結(jié)合導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行求解即可.(1)且,設(shè),當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,故當(dāng)時(shí),函數(shù)有最小值,因此有,設(shè),時(shí),即(取等號(hào)的條件是),是上的單調(diào)遞減函數(shù);
36、(2)在區(qū)間上能成立,且,設(shè),當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,故當(dāng)時(shí),函數(shù)有最大值,因此有,設(shè),則,設(shè),則在區(qū)間上,單調(diào)遞增,故,亦即單調(diào)遞減,在區(qū)間上值域?yàn)?,?shí)數(shù)的范圍是 .【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)、放縮法是解題的關(guān)鍵.6已知函數(shù)(其中a,b為實(shí)數(shù))的圖象在點(diǎn)處的切線方程為(1)求實(shí)數(shù)a,b的值;(2)證明:方程有且只有一個(gè)實(shí)根【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析【解析】【分析】(1)求導(dǎo),得,由題知,解方程得解.(2)令, 分三種情況討論:當(dāng),時(shí) 的零點(diǎn)情況;令,分兩種情況討論:當(dāng),時(shí),對(duì)求導(dǎo),借助單調(diào)性及零點(diǎn)存在性定理,判斷的零點(diǎn)情況,進(jìn)而得證.(1)因?yàn)?,所以因?yàn)榈膱D象在處
37、的切線為,所以解得(2)令函數(shù),定義域?yàn)楫?dāng)時(shí),所以;當(dāng)時(shí),所以;當(dāng)時(shí),由知在上單調(diào)遞增,又且函數(shù)連續(xù)不間斷,所以,有綜上所述,函數(shù)在有唯一的零點(diǎn),且在上恒小于零,在上恒大于零令函數(shù),討論如下:當(dāng)時(shí),求導(dǎo)得因?yàn)椋?,即函?shù)在單調(diào)遞增又因?yàn)椋院瘮?shù)在存在唯一的零點(diǎn),所以方程在上有唯一的零點(diǎn)當(dāng)時(shí),法一:由(1)易證在上恒成立事實(shí)上,令,則因?yàn)?,所以在上單調(diào)遞增,所以,即在上單調(diào)遞增,所以,即在上恒成立從而,所以方程在上無(wú)零點(diǎn)綜上所述,方程有且只有一個(gè)實(shí)根法二:因?yàn)?,所以,所以,所以,所以,所以方程在上無(wú)零點(diǎn)綜上所述,方程有且只有一個(gè)實(shí)根【點(diǎn)睛】導(dǎo)數(shù)是研究函數(shù)的單調(diào)性、極值(最值)最有效的工具,而
38、函數(shù)是高中數(shù)學(xué)中重要的知識(shí)點(diǎn),本題第一問(wèn)考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,第二問(wèn)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,判斷單調(diào)性,并借助零點(diǎn)存在性定理研究方程的實(shí)根,考查數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用7已知函數(shù)(1)設(shè)函數(shù),若在區(qū)間上是增函數(shù),求的取值范圍;(2)當(dāng)時(shí),證明函數(shù)在區(qū)間上無(wú)零點(diǎn)【答案】(1);(2)證明見(jiàn)解析.【解析】【分析】(1)求出函數(shù),根據(jù)給定條件,求出在上恒成立的a的范圍作答.(2)利用導(dǎo)數(shù)探討函數(shù)在上的最小值大于0即可作答.(1)由求導(dǎo)得:,即,因在區(qū)間上是增函數(shù),則,恒成立,當(dāng)時(shí),成立,即;當(dāng)時(shí),而,則,所以的取值范圍是.(2)當(dāng)時(shí),求導(dǎo)得,令,則,因此函數(shù)即在上單調(diào)遞增,而,則存在,使,即,當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,因此,而,即有,因此,恒成立,所以函數(shù)在區(qū)間上無(wú)零點(diǎn)【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:可導(dǎo)函數(shù)f(x)在指定的區(qū)間D上單調(diào)遞增(減),求參數(shù)范圍問(wèn)題,可轉(zhuǎn)化為(或)恒成立問(wèn)題,從而構(gòu)建不等式,要注意“”是否可以取到8已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線方程;(2)討論在區(qū)間上的零點(diǎn)個(gè)數(shù).【答案】(1)(2)見(jiàn)解析【解析】【分析】(1)當(dāng)時(shí),先求的導(dǎo)函數(shù) ,所以切線的斜率 ,然后再根據(jù)直線的點(diǎn)斜式方程寫(xiě)出答案即
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