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專(zhuān)題導(dǎo)數(shù)中的零點(diǎn)問(wèn)題1.零點(diǎn)存在定理①零點(diǎn)的概念:對(duì)于函數(shù),把使的實(shí)數(shù)叫做函數(shù)的零點(diǎn).②零點(diǎn)存在定理:設(shè)函數(shù)在閉區(qū)間上連續(xù),且,那么在開(kāi)區(qū)間內(nèi)至少有函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn),即至少有一點(diǎn),使得.2.隱零點(diǎn)的處理策略已知函數(shù),導(dǎo)函數(shù)方程的根存在,卻無(wú)法求出,設(shè)方程的根為,則有:①關(guān)系式成立,盡可能將復(fù)雜的關(guān)系式變形為常見(jiàn)的整式或分式,特別注意替換其中的指數(shù)或?qū)?shù)函數(shù)式,;②注意確定的合適范圍.考點(diǎn)一求零點(diǎn)的個(gè)數(shù)考點(diǎn)二根據(jù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)求參數(shù)1.已知零點(diǎn)個(gè)數(shù)2.存在零點(diǎn)考點(diǎn)三隱零點(diǎn)考點(diǎn)四有關(guān)三角函數(shù)的零點(diǎn)考點(diǎn)一求零點(diǎn)的個(gè)數(shù)例1.(2023·內(nèi)蒙古包頭·一模)已知函數(shù),則下列結(jié)論正確的是(
)A.有兩個(gè)零點(diǎn) B.點(diǎn)是曲線的對(duì)稱(chēng)中心C.有兩個(gè)極值點(diǎn) D.直線是曲線的切線【答案】C【分析】利用導(dǎo)函數(shù)討論單調(diào)性和極值、最值即可求解A,C,再根據(jù)奇函數(shù)的對(duì)稱(chēng)關(guān)系可判斷B,根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義可判斷D.【詳解】,令解得,令解得或,所以在單調(diào)遞減,單調(diào)遞增,單調(diào)遞減,,且,所以在各有一個(gè)零點(diǎn),共3個(gè)零點(diǎn),A錯(cuò)誤;為奇函數(shù),所以圖象關(guān)于對(duì)稱(chēng),所以的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱(chēng),B錯(cuò)誤;由單調(diào)性可知有兩個(gè)極值點(diǎn)為,C正確;對(duì)于D,令,解得則,但是當(dāng)時(shí),對(duì)于直線,有,即直線不經(jīng)過(guò)切點(diǎn),D錯(cuò)誤,故選:C.例2.(2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù),則的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為(
)A.0 B.1 C.2 D.3【答案】C【分析】利用導(dǎo)函數(shù)研究單調(diào)性即可確定零點(diǎn)個(gè)數(shù).【詳解】的定義域?yàn)?,由題意可得,因?yàn)閱握{(diào)遞增且當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),所以存在唯一一點(diǎn)使得,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以至多有兩個(gè)零點(diǎn),又因?yàn)?,,所以?個(gè)零點(diǎn),故選:C例3.(2022秋·江蘇·高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù).(1)設(shè),求在區(qū)間上的最值;(2)討論的零點(diǎn)個(gè)數(shù).【答案】(1)最大值為,最小值為(2)在上有兩個(gè)零點(diǎn)【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)討論單調(diào)性即可求最值;(2)討論函數(shù)在上的單調(diào)性,并用零點(diǎn)的存在性定理確定零點(diǎn)個(gè)數(shù),再根據(jù)函數(shù)為偶函數(shù)即可求解.【詳解】(1)因?yàn)?,所以在區(qū)間上單調(diào)遞減,所以當(dāng)時(shí),取最大值;當(dāng)時(shí),取最小值.(2)先討論在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù),由(1)可知,在上遞減,,所以在上遞減,因?yàn)?,所以在上有唯一零點(diǎn),又因?yàn)?,所以是偶函?shù),所以在上有兩個(gè)零點(diǎn).例4.(2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù),討論函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù).【答案】答案見(jiàn)解析【分析】設(shè),利用導(dǎo)數(shù)判斷出單調(diào)性并畫(huà)出圖象,結(jié)合圖象可得答案.【詳解】由得,設(shè),
則,令,得,此時(shí)單調(diào)遞增,令,得,此時(shí)單調(diào)遞減,即當(dāng)時(shí),g(x)取得極大值即,由,單調(diào)遞增,可得與x軸只有一個(gè)交點(diǎn),由,單調(diào)遞減,可得與x軸沒(méi)有交點(diǎn),畫(huà)出的大致圖象如圖,可得m≤0或m=時(shí),有1個(gè)零點(diǎn);當(dāng)0<m<時(shí),有2個(gè)零點(diǎn);當(dāng)m>時(shí),沒(méi)有零點(diǎn).綜上所述,當(dāng)m≤0或m=時(shí),有1個(gè)零點(diǎn);當(dāng)0<m<時(shí),有2個(gè)零點(diǎn);當(dāng)m>時(shí),沒(méi)有零點(diǎn).例5.(2021春·陜西西安·高二西安中學(xué)??计谥校┮阎瘮?shù).(1)當(dāng)時(shí),證明.(2)討論函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù).【答案】(1)證明見(jiàn)解析(2)答案見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)題意,求導(dǎo)得到最值,即可證明;(2)根據(jù)題意,分與兩種情況討論,當(dāng)時(shí),得到函數(shù)的最小值,然后證明即可.【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,則,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,即當(dāng)時(shí),,所以.(2)因?yàn)楹瘮?shù),則,當(dāng)時(shí),,則單調(diào)遞增,且,所以在上只有一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),令,可得,由,得,由,得,且,令,則,由,可得,則時(shí),時(shí),所以上遞增,上遞減,故,所以,,趨向正無(wú)窮則趨于正無(wú)窮,此時(shí),當(dāng)時(shí)有兩個(gè)零點(diǎn),當(dāng)時(shí)有一個(gè)零點(diǎn),綜上,當(dāng)時(shí),有1個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),有2個(gè)零點(diǎn).考點(diǎn)二根據(jù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)求參數(shù)1.已知零點(diǎn)個(gè)數(shù)例6.(2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))設(shè)有三個(gè)不同的零點(diǎn),則a的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】由有三個(gè)不同的零點(diǎn),可得有三個(gè)不同的零點(diǎn),畫(huà)出圖形,利用導(dǎo)數(shù)求解切線方程,進(jìn)而可得切線斜率,結(jié)合圖象關(guān)系即可求解.【詳解】如圖,由有三個(gè)不同的零點(diǎn),可得有三個(gè)不同的零點(diǎn),畫(huà)出函數(shù)的圖象,直線過(guò)定點(diǎn),當(dāng)時(shí),設(shè)過(guò)的直線與的切點(diǎn)為,,由,得,,故切線方程為,把定點(diǎn)代入得:,即.,即直線的斜率為.則使有三個(gè)不同的零點(diǎn)的的取值范圍是.故選:D例7.(2023春·河南鄭州·高二鄭州市第二高級(jí)中學(xué)校考階段練習(xí))已知函數(shù).(1)求的單調(diào)性;(2)若關(guān)于的方程在上有兩個(gè)不相等的零點(diǎn),求的取值范圍.【答案】(1)答案見(jiàn)解析(2)【分析】(1)求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)的正負(fù)即可求解單調(diào)區(qū)間,(2)將問(wèn)題轉(zhuǎn)化成函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象在上有兩個(gè)不同的交點(diǎn),利用導(dǎo)數(shù)求解的單調(diào)性,計(jì)算端點(diǎn)處的函數(shù)值即可求解.【詳解】(1)函數(shù)的定義域?yàn)椋?,得,所以的單調(diào)遞增區(qū)間為,由,得,且,所以的單調(diào)遞減區(qū)間為(2)關(guān)于的方程在上有兩個(gè)不相等的零點(diǎn)等價(jià)于函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象在上有兩個(gè)不同的交點(diǎn),由,得;由,得所以當(dāng)時(shí),函數(shù)取得極大值,為又,,,且所以實(shí)數(shù)的取值范圍為例8.(2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù)區(qū)間內(nèi)有唯一零點(diǎn),則不可能取值為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)函數(shù)的零點(diǎn),令,孤立參數(shù)求出的表達(dá)式,構(gòu)造函數(shù)利用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的端點(diǎn)值,求解函數(shù)的值域,然后求解的范圍即可,即可得答案.【詳解】令,可得,令,可得,令,恒成立,函數(shù)在區(qū)間是單調(diào)增函數(shù),所以,所以,在區(qū)間是單調(diào)增函數(shù),所以有,函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有唯一零點(diǎn),,則的可能取值為:.故選:D.例9.(2023春·重慶萬(wàn)州·高二重慶市萬(wàn)州第二高級(jí)中學(xué)校考階段練習(xí))已知,.(1)討論的單調(diào)性;(2)若有兩個(gè)零點(diǎn),求a的取值范圍.【答案】(1)在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減(2)【分析】(1)將導(dǎo)數(shù)化為求其零點(diǎn)并討論零點(diǎn)的大小,結(jié)合導(dǎo)數(shù)的符號(hào)求解.(2)結(jié)合第(1)問(wèn)的結(jié)果,利用函數(shù)的單調(diào)性、極值的符號(hào)構(gòu)造不等式求解.【詳解】(1)∵,∵,∴,當(dāng),,單調(diào)遞增,當(dāng),,單調(diào)遞減,當(dāng),,單調(diào)遞增.綜上所述,在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.(2)情況一:若,即時(shí),由的單調(diào)性,其在上恒為正,無(wú)零點(diǎn),在增區(qū)間至多有一個(gè)零點(diǎn),不符題意.情況二:若,即時(shí),由于,由零點(diǎn)存在定理,在區(qū)間上存在一個(gè)零點(diǎn),取,則,,,,當(dāng)時(shí),,由于在區(qū)間上單調(diào)遞增,故在恒為正,無(wú)零點(diǎn),由零點(diǎn)存在定理,在區(qū)間上存在一個(gè)零點(diǎn),符合題意,情況三:若,即時(shí),同情況二可得在增區(qū)間恒為正,無(wú)零點(diǎn),僅有一個(gè)零點(diǎn),不符題意.綜上,a的取值范圍是.10.(安徽省安慶市2023屆高三模擬考試(二模)數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù),,..(1)若曲線在點(diǎn)處的切線方程是,求和的值;(2)若,且的導(dǎo)函數(shù)恰有兩個(gè)零點(diǎn),求的取值范圍.【答案】(1),(2)【分析】(1)由及求得和的值;(2)恰有兩個(gè)零點(diǎn)轉(zhuǎn)化為有兩根,用導(dǎo)數(shù)研究的圖象,由與有兩個(gè)交點(diǎn)得的取值范圍.【詳解】(1)因?yàn)?,所以,因?yàn)榍€在點(diǎn)處的切線方程是,所以即解得(2)由得,.顯然因此.令且,則,解方程得,,因此函數(shù)在和內(nèi)單增,在和內(nèi)單減,且極大值為,極小值為.的大致圖象如下:由圖象可知,當(dāng)或時(shí),直線與曲線分別有兩個(gè)交點(diǎn),即函數(shù)恰有兩個(gè)零點(diǎn).故的取值范圍是.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用導(dǎo)數(shù)研究含參函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題主要有兩種方法:(1)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的最(極)值,轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象與軸的交點(diǎn)問(wèn)題,主要是應(yīng)用分類(lèi)討論思想,其本質(zhì)就是在含參函數(shù)單調(diào)性的基礎(chǔ)上再判斷函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)問(wèn)題;(2)分離參變量,即由分離參變量,得,研究與圖象交點(diǎn)問(wèn)題。例11.(2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù)(其中是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).(1)求在上的最值;(2)若函數(shù)沒(méi)有零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)最小值為,最大值為.(2)【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)直接求解函數(shù)最值即可;(2)由題知方程沒(méi)有實(shí)數(shù)根,進(jìn)而構(gòu)造函數(shù),研究其值域得,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為解即可得答案.【詳解】(1)解:,所以,當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減,因?yàn)椋?,,,所以,函?shù)在上的最小值為,最大值為.(2)解:因?yàn)楹瘮?shù)沒(méi)有零點(diǎn),所以方程無(wú)實(shí)數(shù)根,即方程沒(méi)有實(shí)數(shù)根,令,則,所以,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,所以,函數(shù)在處取得最大值因?yàn)楫?dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),所以,函數(shù)的值域?yàn)?,所以,?dāng)方程沒(méi)有實(shí)數(shù)根,,即,所以,實(shí)數(shù)的取值范圍為.2.存在零點(diǎn)例12.(2023秋·江蘇南京·高二南京外國(guó)語(yǔ)學(xué)校??计谀┮阎瘮?shù),若在上有解,則實(shí)數(shù)的取值范圍為_(kāi)_.【答案】【分析】根據(jù)題意,求導(dǎo)得,然后根據(jù)在上有解列出不等式,即可得到結(jié)果.【詳解】函數(shù),則再由在上有解,是二次函數(shù),對(duì)稱(chēng)軸為,可得,或,即,或解得故答案為:例13.(2023春·湖北隨州·高二隨州市曾都區(qū)第一中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù)有零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是___________.【答案】【分析】對(duì)函數(shù)求導(dǎo),判斷其單調(diào)性,得到函數(shù)的最值,結(jié)合題意可得到實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】函數(shù)的定義域?yàn)?,,令,,則恒成立,在上單調(diào)遞增,則,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,,函數(shù)有零點(diǎn),則,解得.故答案為:.例14.(2022·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù).(1)求的導(dǎo)函數(shù);(2)若在上有零點(diǎn),求的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則及基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式計(jì)算可得;(2)由(1)及的取值范圍可得恒成立,即可得到在上單調(diào)遞增,即可求出函數(shù)的最值,依題意可得,即可求出參數(shù)的取值范圍;(1)解:因?yàn)椋裕?)解:由(1)知,因?yàn)?,所以,所以,從而在上單調(diào)遞增,所以,.因?yàn)樵谏嫌辛泓c(diǎn),所以,解得.例15.(2023秋·黑龍江齊齊哈爾·高三校聯(lián)考期末)已知函數(shù)存在零點(diǎn),函數(shù)存在零點(diǎn),且,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】確定函數(shù)單調(diào)遞增,,得到,令,求導(dǎo)得到函數(shù)單調(diào)遞增,計(jì)算值域得到答案.【詳解】函數(shù)在上單調(diào)遞增,,故函數(shù)的零點(diǎn),由,可得,存在零點(diǎn),即方程在有解,令,則.所以在單調(diào)遞增,則的值域?yàn)?,則實(shí)數(shù)的取值范圍是.故選:D考點(diǎn)三隱零點(diǎn)例16.(2023·廣西·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù).(1)若函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)若函數(shù),是的導(dǎo)函數(shù),證明:存在唯一的零點(diǎn),且.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析【分析】(1)把函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為方程有兩根,分離參數(shù),轉(zhuǎn)化為直線與函數(shù)有兩個(gè)交點(diǎn)問(wèn)題,數(shù)形結(jié)合即可求解;(2)求導(dǎo),構(gòu)造函數(shù),利用單調(diào)性及零點(diǎn)存在性定理證明存在唯一零點(diǎn),利用函數(shù)最值符合證明不等式成立.【詳解】(1)令,則,記,由題意,直線與函數(shù)有兩個(gè)交點(diǎn),因?yàn)椋援?dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,即函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,而,,當(dāng)時(shí),,作出函數(shù)圖象,如圖:由圖可知,,直線與函數(shù)有兩個(gè)交點(diǎn),即實(shí)數(shù)的取值范圍為.(2)依題意,,的定義域?yàn)?,則,令,,顯然在上單調(diào)遞增,又,所以存在,使得,且時(shí),,時(shí),,因?yàn)?,所以時(shí),,時(shí),,故存在唯一的零點(diǎn);由得,所以.因此,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.故有唯一的零點(diǎn),且.例17.(2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù).(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若函數(shù)在其定義域內(nèi)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)【分析】(1)分析定義域并求解導(dǎo)函數(shù),分類(lèi)討論與時(shí)的正負(fù),從而可得函數(shù)的單調(diào)性;(2)結(jié)合(1)的答案判斷得時(shí),存在兩個(gè)零點(diǎn),需,再結(jié)合,可得函數(shù)在上有零點(diǎn),再求解,并構(gòu)造新函數(shù),通過(guò)求導(dǎo)判斷單調(diào)性求解得,從而可得函數(shù)在上有零點(diǎn),從而可得的取值范圍為.【詳解】(1)函數(shù)定義域?yàn)?,∵,∴.①?dāng)時(shí),在上恒成立,即函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為.②當(dāng)時(shí),,解得,當(dāng)時(shí),,∴函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,當(dāng)時(shí),,∴函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為.綜上可知:①當(dāng)時(shí),函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為;②當(dāng)時(shí),函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.(2)由(1)知,當(dāng)時(shí),函數(shù)在上單調(diào)遞減,∴函數(shù)至多有一個(gè)零點(diǎn),不符合題意;當(dāng)時(shí),函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,∴,又函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),∴,∴.又,∴,使得,又,設(shè),則,∵,∴,∴函數(shù)在上單調(diào)遞減,∴,∴,使得,綜上可知,實(shí)數(shù)的取值范圍為【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:通過(guò)函數(shù)單調(diào)性列不等式,然后分別在的兩側(cè)取值判斷對(duì)應(yīng)函數(shù)值小于,即取小于,通過(guò)構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)判斷單調(diào)性與最大值的方式,從而得函數(shù)在和上存在零點(diǎn).例18.(2021春·陜西延安·高二子長(zhǎng)市中學(xué)??计谀┮阎瘮?shù).(1)當(dāng)時(shí),求證:恒成立;(2)令,當(dāng)時(shí),求函數(shù)在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù).【答案】(1)證明見(jiàn)解析(2)1【分析】(1)當(dāng)時(shí),對(duì)函數(shù)求導(dǎo),并構(gòu)造,利用導(dǎo)數(shù)判斷出函數(shù)的單調(diào)性和最值,即可證明出不等式恒成立;(2)對(duì)函數(shù)求導(dǎo),當(dāng)時(shí),利用導(dǎo)數(shù)判斷出函數(shù)的單調(diào)性和端點(diǎn)值,可得零點(diǎn)個(gè)數(shù).【詳解】(1)證明:當(dāng)時(shí),,則,令,則恒成立,∴在上單調(diào)遞增,∴,即恒成立,∴在上單調(diào)遞增,∴,得證.(2),則,當(dāng)時(shí),在上遞增,∴存在,使得,∴時(shí),單調(diào)遞減,時(shí),單調(diào)遞增,又,故存在唯一的零點(diǎn),使,即函數(shù)在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為1.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù),解決本題的關(guān)鍵點(diǎn),當(dāng)時(shí),利用導(dǎo)數(shù)判斷出函數(shù)的單調(diào)性和端點(diǎn)值,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理可得零點(diǎn)個(gè)數(shù),考查學(xué)生邏輯思維能力和計(jì)算能力,屬于中檔題.例19.(2023·江西南昌·統(tǒng)考一模)已知函數(shù).(1)若時(shí),函數(shù)有3個(gè)零點(diǎn),求的取值范圍;(2)若,,方程有解,求的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)由函數(shù)有3個(gè)零點(diǎn),可得與的圖象有三個(gè)交點(diǎn),結(jié)合導(dǎo)數(shù)分析單調(diào)性,再結(jié)合大致圖象即可求解;(2)由方程有解,即有解.設(shè),則則,設(shè),則恒成立,可得在單調(diào)遞增,結(jié)合,,可得,可得在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,進(jìn)而求解.【詳解】(1)函數(shù)有3個(gè)零點(diǎn),即有3個(gè)根,即有3個(gè)根,即與的圖象有三個(gè)交點(diǎn);,令,解得;令解得或,即在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.又,,時(shí),所以,即的取值范圍為.(2)由方程有解,即有解.設(shè),則,設(shè),則恒成立,故在單調(diào)遞增,又,,且存在唯一的,使得,所以,且時(shí),;時(shí),.即在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,時(shí),時(shí),故要使得有解,只需,故,故,解得,而在上單調(diào)遞增,故,又因?yàn)?,故的取值范圍?【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題,常轉(zhuǎn)化為函數(shù)與函數(shù)的交點(diǎn)問(wèn)題,進(jìn)而利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,再結(jié)合大致圖象進(jìn)行求解.例20.(2023春·河南·高三滎陽(yáng)市高級(jí)中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù).(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;(2)若函數(shù)在上的最大值在區(qū)間內(nèi),求整數(shù)m的值.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求切線的斜率,根據(jù)點(diǎn)斜式方程求切線方程;(2)利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,確定其最大值的表達(dá)式,再利用導(dǎo)數(shù)求其最大值的范圍,由此可求整數(shù)m的值.【詳解】(1),其定義域?yàn)?,,所以,,所以曲線在點(diǎn)處的切線方程為,即.(2)由,得,所以.令,則,所以在上單調(diào)遞增,因?yàn)椋?,所以存在,使得,即,即.故?dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,又當(dāng)時(shí),(等號(hào)僅在時(shí)成立),所以當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),(等號(hào)僅在時(shí)成立).所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,則.令,,則,所以在上單調(diào)遞增,則,.所以,所以.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理確定函數(shù)的極值點(diǎn)的存在,并由此確定函數(shù)的最值.考點(diǎn)四有關(guān)三角函數(shù)的零點(diǎn)例21.(2023·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))已知點(diǎn)P是曲線上任意一點(diǎn),記直線OP(O為坐標(biāo)系原點(diǎn))的斜率為k,則使得的點(diǎn)P的個(gè)數(shù)為(
).A.0 B.僅有1個(gè) C.僅有2個(gè) D.至少有3個(gè)【答案】B【分析】由題意可知求點(diǎn)的個(gè)數(shù)等價(jià)于求的解的個(gè)數(shù),令,求,由的正負(fù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,從而得出的解的個(gè)數(shù),得出選項(xiàng).【詳解】解:由題意可知:,求的點(diǎn)的個(gè)數(shù)即求的解的個(gè)數(shù),即的解的個(gè)數(shù).令,則,因?yàn)?,所以恒成立,又,所以恒成立,即在上單調(diào)遞增;所以至多有一解,又,,所以存在且只存在一點(diǎn),使得.故選:B例22.(2022秋·山東·高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù).(1)求函數(shù)在點(diǎn)處的切線方程;(2)證明:函數(shù)在上有且僅有一個(gè)零點(diǎn).【答案】(1);(2)證明見(jiàn)解析.【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)幾何意義求解.(2)判斷函數(shù)在上單調(diào)性,然后觀察零點(diǎn).【詳解】(1)因?yàn)?,且,,所以切線方程為,即所求切線方程為.(2).因?yàn)椋?,,,所以,所以,?dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),所以在上是減函數(shù),且,所以在上僅有一個(gè)零點(diǎn).例23.(2021·陜西榆林·陜西省神木中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù).(1)求在上的單調(diào)區(qū)間;(2)設(shè),試判斷在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù),并說(shuō)明理由.【答案】(1)單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為(2)答案見(jiàn)解析【分析】(1)依題意得,分當(dāng)與當(dāng)兩類(lèi)討論,即可得到在上的單調(diào)性;(2)易知,,利用導(dǎo)數(shù)分析當(dāng)時(shí),的零點(diǎn)個(gè)數(shù),即可得到答案.【詳解】(1)∵,∴,∴當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,∴在上的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為(2),,則,,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,,∴在上有唯一零點(diǎn),當(dāng)時(shí),,又,∴在上有且只有兩個(gè)零點(diǎn).例24.(2021春·陜西渭南·高二校考階段練習(xí))已知函數(shù),(1)當(dāng)時(shí),求證:恒成立;(2)令,當(dāng)時(shí),求函數(shù)在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù).【答案】(1)證明見(jiàn)解析(2)零點(diǎn)個(gè)數(shù)為1【分析】(1)根據(jù)題意,求導(dǎo)得函數(shù),從而可得函數(shù)在上單調(diào)遞增,即,得證.(2)根據(jù)題意,求導(dǎo)得,可得當(dāng)時(shí),在上遞增,得到函數(shù)的極值,即可得到其零點(diǎn)個(gè)數(shù).【詳解】(1)證明:當(dāng)時(shí),,則,令,則恒成立∴在上單調(diào)遞增,∴,即恒成立,∴在上單調(diào)遞增,∴,得證.(2),則,當(dāng)時(shí),在上遞增,,,∴存在,使得,∴時(shí),單調(diào)遞減,時(shí),單調(diào)遞增.又,,,故存在唯一的零點(diǎn),使,即函數(shù)在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為1.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:證明不等式,構(gòu)造一個(gè)適當(dāng)?shù)暮瘮?shù),利用它的單調(diào)性進(jìn)行解題,是一種常用技巧.許多問(wèn)題,如果運(yùn)用這種思想去解決,往往能獲得簡(jiǎn)潔明快的思路,有著非凡的功效.例25.(2023·江西上饒·統(tǒng)考一模)已知函數(shù),則在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是(
)A.2023 B.2024 C.2025 D.2026【答案】B【分析】先證明函數(shù)為周期函數(shù),再利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)在一個(gè)周期內(nèi)的零點(diǎn)個(gè)數(shù),由此可得結(jié)論.【詳解】因?yàn)?,所以函?shù)是周期為的周期函數(shù),又,當(dāng)時(shí),令,可得或或當(dāng)時(shí),,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),函數(shù)在上單調(diào)遞增,因?yàn)?,,所以函?shù)在存在一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,因?yàn)?,,所以函?shù)在存在一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,因?yàn)?,,所以函?shù)在不存在零點(diǎn);所以當(dāng)時(shí),函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),且零點(diǎn)位于區(qū)間內(nèi),所以在上共有個(gè)零點(diǎn).故選:B.【點(diǎn)睛】對(duì)于具有周期性的函數(shù)的性質(zhì)的研究一般先確定函數(shù)的周期,再研究函數(shù)在一個(gè)周期性質(zhì),由此解決問(wèn)題.一、單選題1.(2022·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù)有3個(gè)不同的零點(diǎn),則滿足條件的實(shí)數(shù)的最小整數(shù)值為(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】C【分析】根據(jù)題意可得:方程有3個(gè)不同的根,構(gòu)建結(jié)合導(dǎo)數(shù)可得,再根據(jù),利用導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性,結(jié)合函數(shù)單調(diào)性解不等式即可.【詳解】函數(shù)有3個(gè)不同的零點(diǎn),即方程有3個(gè)不同的根構(gòu)建,∴∴當(dāng)和時(shí),單調(diào)遞減當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增.,∴構(gòu)建,則令,則∴在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,函數(shù)的圖象如圖所示,且故滿足的實(shí)數(shù)的最小整數(shù)值為3故選:C.2.(2022·高二單元測(cè)試)函數(shù)與的圖像有且只有一個(gè)公共點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為(
)A. B.C.或 D.或或【答案】C【分析】直線過(guò)定點(diǎn),利用導(dǎo)數(shù)求切線斜率并結(jié)合圖象分析判斷.【詳解】∵過(guò)定點(diǎn),且在上,又∵,則,∴在處的切線斜率為,結(jié)合圖象可得:當(dāng)時(shí),與的圖像有且只有一個(gè)公共點(diǎn),則符合題意;當(dāng)時(shí),與的圖像有兩個(gè)公共點(diǎn),則不符合題意;當(dāng)時(shí),與的圖像有且只有一個(gè)公共點(diǎn),則符合題意;當(dāng)時(shí),與的圖像有兩個(gè)公共點(diǎn),則不符合題意;綜上所述:實(shí)數(shù)的取值范圍為或.故選:C.3.(2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù),,,則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為(
)A.2 B.3 C.4 D.5【答案】A【分析】先求時(shí),函數(shù)的零點(diǎn),再根據(jù)為偶函數(shù),可得時(shí),函數(shù)還有一個(gè)零點(diǎn),由此可得答案.【詳解】當(dāng)時(shí),,所以不是函數(shù)的零點(diǎn),因?yàn)椋?,所以為偶函?shù),當(dāng)時(shí),,,,令,得,令,得,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以在時(shí)取得最大值,所以當(dāng)時(shí),有唯一零點(diǎn),又函數(shù)為偶函數(shù),其圖象關(guān)于軸對(duì)稱(chēng),所以在時(shí),還有一個(gè)零點(diǎn),綜上所述:函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為.故選:A4.(2023春·四川成都·高三成都七中??奸_(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù),其中表示不大于x的最大整數(shù)(如,),則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】C【分析】根據(jù)題意將函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為與的交點(diǎn)問(wèn)題,有圖形可得當(dāng)時(shí),有3個(gè)零點(diǎn),再根據(jù)當(dāng)時(shí),則,結(jié)合導(dǎo)數(shù)證明當(dāng)時(shí),無(wú)零點(diǎn),即可得結(jié)果.【詳解】令,則,故函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為與的交點(diǎn)問(wèn)題,且,即,如圖所示:由圖可得;當(dāng)時(shí),與有3個(gè)交點(diǎn),即當(dāng)時(shí),有3個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),則,構(gòu)建,則當(dāng)上恒成立,則當(dāng)上單調(diào)遞增,故,可得:當(dāng)時(shí),則,即當(dāng)時(shí),無(wú)零點(diǎn);綜上所述:函數(shù)有3個(gè)零點(diǎn).故選:C.5.(2023·四川涼山·二模)已知是定義域?yàn)榈呐己瘮?shù)且,則函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)是(
)A.6 B.5 C.4 D.3【答案】A【分析】通過(guò)導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性,利用零點(diǎn)存在定理判斷零點(diǎn)個(gè)數(shù).【詳解】時(shí),,當(dāng)時(shí),,,當(dāng)時(shí),,,,有;,有,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,,,,,,,,由零點(diǎn)存在定理,所以在,,上各有一個(gè)零點(diǎn),又是定義域?yàn)榈呐己瘮?shù),則函數(shù)有6個(gè)零點(diǎn).故選:A二、多選題6.(2022秋·重慶渝中·高三重慶巴蜀中學(xué)校考階段練習(xí))已知函數(shù)(為實(shí)數(shù)),則(
)A.時(shí),函數(shù)在處的切線方程是B.時(shí),對(duì)任意的恒成立C.時(shí),有兩個(gè)零點(diǎn)D.時(shí),有唯一零點(diǎn)【答案】AC【分析】對(duì)A:根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義結(jié)合直線的點(diǎn)斜式方程運(yùn)算求解;對(duì)B:求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)判斷原函數(shù)的單調(diào)性及最值,分析說(shuō)明;對(duì)C、D:整理可得,將的零點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為與的交點(diǎn)問(wèn)題,結(jié)合圖象分析說(shuō)明.【詳解】當(dāng)時(shí),則,,即切點(diǎn)坐標(biāo)為,切線斜率,則切線方程,A正確;當(dāng)時(shí),,令,則∴在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,則則對(duì)任意的恒成立,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,B錯(cuò)誤;令,則令,則即的零點(diǎn)個(gè)數(shù)即為與的交點(diǎn)個(gè)數(shù),則即切點(diǎn)坐標(biāo)為,切線斜率,則切線方程,表示過(guò)定點(diǎn),斜率為的直線,結(jié)合圖象可得:當(dāng)或時(shí),則與只有一個(gè)交點(diǎn),即只有一個(gè)零點(diǎn)當(dāng)或時(shí),則與有兩個(gè)交點(diǎn),即有兩個(gè)零點(diǎn)∴C正確,D錯(cuò)誤;故選:AC.7.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù),,下列正確的是(
)A.若函數(shù)有且只有1個(gè)零點(diǎn),則B.若函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則C.若函數(shù)有且只有1個(gè)零點(diǎn),則,D.若有兩個(gè)零點(diǎn),則【答案】AD【分析】根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)的性質(zhì),結(jié)合常變量分離法,導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)逐一判斷即可.【詳解】由,當(dāng)時(shí),令,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,函數(shù)的圖象如下圖所示:當(dāng)時(shí),直線與函數(shù)的圖象沒(méi)有交點(diǎn),所以函數(shù)沒(méi)有零點(diǎn),當(dāng)時(shí),直線與函數(shù)的圖象只有一個(gè)交點(diǎn),所以函數(shù)只有一個(gè)零點(diǎn),而,所以選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)C不正確;當(dāng)時(shí),直線與函數(shù)的圖象只有二個(gè)交點(diǎn),所以函數(shù)只有二個(gè)零點(diǎn),因此選項(xiàng)B不正確,選項(xiàng)D正確,故選:AD三、填空題8.(2023·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))若關(guān)于x的方程有解,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為_(kāi)_______.【答案】【分析】參變分離得,求出的值域即的取值范圍.【詳解】有解,即,令,,令,解得,令,解得,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又,所以的值域?yàn)?,故的取值范圍為.故答案為:?.(2023·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))若函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍為_(kāi)_____.【答案】【分析】分離常數(shù),將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為y=與y=的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),令(x∈R),利用導(dǎo)數(shù)求出的最值,再給合的正負(fù)分析即可得答案.【詳解】解:因?yàn)橛袃蓚€(gè)零點(diǎn),即有兩個(gè)零點(diǎn)?有兩個(gè)解,即y=與y=的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),令(x∈R),則,所以當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;所以,又因當(dāng)時(shí),=<0,當(dāng)時(shí),=>0,當(dāng)時(shí),==0,要使y=與y=的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),所以0<<,即故的取值范圍為.故答案為:.四、解答題10.(2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù)且.(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的極值;(2)當(dāng)時(shí),求函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù).【答案】(1)有極小值,無(wú)極大值(2)零點(diǎn)個(gè)數(shù)為1【分析】(1)求出導(dǎo)函數(shù),求出極值點(diǎn),判斷導(dǎo)函數(shù)的符號(hào),然后求解函數(shù)的極值;(2)利用函數(shù)的導(dǎo)數(shù),通過(guò)對(duì)參數(shù)分類(lèi)討論分析其單調(diào)性即可知函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).【詳解】(1)解:由題意得:,令,得或(舍去),當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增;所以函數(shù)有極小值,無(wú)極大值.(2)由(1)得.因?yàn)?,①若,?dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增;所以有極大值,極小值,又,所以函數(shù)有1個(gè)零點(diǎn).②若,則,所以函數(shù)單調(diào)遞增,此時(shí),所以函數(shù)有1個(gè)零點(diǎn).③若,當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增;所以有極大值,顯然極小值,又,所以函數(shù)有1個(gè)零點(diǎn).綜上所述,當(dāng)時(shí),函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為1.11.(2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù).(1)求曲線y=f(x)在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程;(2)判斷函數(shù)f(x)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù),并說(shuō)明理由.【答案】(1);(2)2個(gè)零點(diǎn),理由見(jiàn)解析.【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義,結(jié)合導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算進(jìn)行求解即可;(2)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的性質(zhì),結(jié)合函數(shù)零點(diǎn)存在原理進(jìn)行求解即可.【詳解】(1)由,而,所以該函數(shù)在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程為:;(2)函數(shù)的定義域?yàn)椋桑?)可知:,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,因?yàn)?,所以函?shù)在時(shí)有唯一零點(diǎn);當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,因?yàn)?,所以函?shù)在時(shí)有唯一零點(diǎn),所以函數(shù)f(x)有個(gè)零點(diǎn).12.(2023·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù)(1)討論函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的單調(diào)性;(2)若函數(shù)在區(qū)間內(nèi)無(wú)零點(diǎn),求的取值范圍.【答案】(1)見(jiàn)解析(2)【分析】(1)對(duì)進(jìn)行求導(dǎo),然后根據(jù)的取值范圍分類(lèi)討論的單調(diào)性(2)通過(guò)(1)確定函數(shù)的單調(diào)性,然后根據(jù)零點(diǎn)存在性定理列出關(guān)于的不等式解出的范圍即可(1),(Ⅰ)當(dāng),即時(shí),,在單調(diào)遞減(Ⅱ)當(dāng),即時(shí),,在單調(diào)遞增(Ⅲ)當(dāng),即時(shí),當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減綜上所述,(Ⅰ)當(dāng)時(shí),在單調(diào)遞減(Ⅱ)當(dāng)時(shí),在單調(diào)遞增(Ⅲ)當(dāng)時(shí),在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減(2)由(1)知:當(dāng)時(shí),即,在無(wú)零點(diǎn)當(dāng)時(shí),即,在無(wú)零點(diǎn)當(dāng)時(shí),在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,只需即可即,綜上所述,13.(2022秋·貴州六盤(pán)水·高三??茧A段練習(xí))已知函數(shù).(1)若,求的極值;(2)若在上有且僅有一個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.【答案】(1)極小值,無(wú)極大值;(2)【分析】(1)當(dāng)時(shí),,明確函數(shù)的單調(diào)性,可得函數(shù)的極值;(2)原問(wèn)題等價(jià)于的圖象與直線有唯一的交點(diǎn).(1)當(dāng)時(shí),,時(shí),,單調(diào)遞增,時(shí),,單調(diào)遞減,故的減區(qū)間為,增區(qū)間為,所以時(shí),函數(shù)取到極小值,無(wú)極大值;(2)令,可得,記,原問(wèn)題等價(jià)于的圖象與直線有唯一的交點(diǎn),,在上單調(diào)遞增,且,∴在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,且,,當(dāng),做出函數(shù)圖象:由圖可知,當(dāng)或時(shí),的圖象與直線有唯一的交點(diǎn),故實(shí)數(shù)a的取值范圍為.14.(2022秋·安徽·高三碭山中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù).(1)若,求曲線在處的切線方程;(2)若x=0為函數(shù)的極值點(diǎn),且函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)求出導(dǎo)函數(shù),根據(jù)導(dǎo)數(shù)幾何意義即可得到切線方程;(2)由函數(shù)的極值點(diǎn)確定參數(shù)值,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性與極值,數(shù)形結(jié)合可得結(jié)果.(1)依題意,故;而,故,又故所求切線方程為;(2)令,則;,.而,解得,經(jīng)檢驗(yàn)成立所以,故函數(shù)的定義域?yàn)镽;令,解得或;故當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,故函數(shù)在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;而,,且當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,作出的大致圖象如圖所示,觀察可知,實(shí)數(shù)的取值范圍為15.(2023·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))已知三次函數(shù)的極大值是,其導(dǎo)函數(shù)的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn),如圖所示,求(1),,的值;(2)若函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),求的取值范圍.【答案】(1),,;(2).【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的正負(fù)判斷原函數(shù)的單調(diào)性,進(jìn)而判斷原函數(shù)的極值點(diǎn),再利用代入法求解即可;(2)根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)的定義,通過(guò)數(shù)形結(jié)合思想進(jìn)行求解即可.【詳解】(1)由導(dǎo)函數(shù)的圖象可知:當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增,所以是函數(shù)的極大值點(diǎn),是函數(shù)的極小值點(diǎn),于是有,由,所以有;(2)由(1)函數(shù)的極小值為,極大值為,而知函數(shù)的圖象如下圖所示因?yàn)楹瘮?shù)有三個(gè)零點(diǎn),所以函數(shù)的圖象與直線有三個(gè)不同的交點(diǎn),所以.16.(2022·四川·高三統(tǒng)考對(duì)口高考)已知a,b為實(shí)數(shù),是定義在上的奇函數(shù).(1)求a,b的值;(2)證明:函數(shù)有唯一零點(diǎn).【答案】(1),;(2)證明見(jiàn)解析.【分析】(1)利用奇函數(shù)定義,列式計(jì)算作答.(2)利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)單調(diào)性,再利用零點(diǎn)存在性定理判斷作答.【詳解】(1)因函數(shù)是定義在R上的奇函數(shù),則,,因此,恒成立,所以.(2)由(1)知,,,在上單調(diào)遞增,則函數(shù)至多有一個(gè)零點(diǎn),又,所以函數(shù)有唯一零點(diǎn).17.(2023·云南·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù)在點(diǎn)處的切線l與直線垂直.(1)求切線l的方程;(2)判斷在上零點(diǎn)的個(gè)數(shù),并說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)在上有且只有一個(gè)零點(diǎn),理由見(jiàn)解析【分析】(1)首先求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),然后利用垂直關(guān)系求實(shí)數(shù)a的值,最后求切線方程;(2)利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在定理,討論函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).【詳解】(1
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