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2024新高考數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)微專題合集專題22導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)零點(diǎn)交點(diǎn)和方程根的問題一、單選題1.已知關(guān)于的方程有三個(gè)不等的實(shí)數(shù)根,則實(shí)數(shù)的取值范圍是()A. B.C. D.2.已知函數(shù),則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()A.是奇函數(shù)B.若,則是增函數(shù)C.當(dāng)時(shí),函數(shù)恰有三個(gè)零點(diǎn)D.當(dāng)時(shí),函數(shù)恰有兩個(gè)極值點(diǎn)3.已知函數(shù)()與()的圖象有且僅有兩個(gè)公共點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是()A. B. C. D.4.已知函數(shù),則下列說(shuō)法正確的是()A.存在、,函數(shù)沒有零點(diǎn)B.任意,存在,函數(shù)恰有個(gè)零點(diǎn)C.任意,存在,函數(shù)恰有個(gè)零點(diǎn)D.任意,存在,函數(shù)恰有個(gè)零點(diǎn)5.函數(shù)有且只有一個(gè)零點(diǎn),則的值為()A. B. C.2 D.6.已知函數(shù),若函數(shù)與函數(shù)的圖象有且僅有三個(gè)交點(diǎn),則的取值范圍是()A.) B. C. D.7.已知函數(shù),若函數(shù)有兩個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是()A. B.C. D.8.已知函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為()A. B. C. D.9.已知函數(shù),若恰有3個(gè)互不相同的實(shí)數(shù),,,使得,則實(shí)數(shù)的取值范圍為()A. B. C. D.或10.已知函數(shù)恰有三個(gè)零點(diǎn),則()A. B. C. D.11.已知函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍()A. B. C. D.12.若函數(shù)恰有兩個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為()A. B. C. D.二、多選題13.函數(shù)在上有唯一零點(diǎn),則()A. B.C. D.14.已知函數(shù),給出下列四個(gè)結(jié)論,其中正確的是()A.曲線在處的切線方程為B.恰有2個(gè)零點(diǎn)C.既有最大值,又有最小值D.若且,則15.已知函數(shù),則下列說(shuō)法正確的有()A.直線y=0為曲線y=f(x)的一條切線B.f(x)的極值點(diǎn)個(gè)數(shù)為3C.f(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為4D.若f()=f()(≠),則+=016.已知函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)、,且,則下列結(jié)論不正確的是()A. B.的值隨的增大而減小C. D.三、解答題17.已知函數(shù),.(1)討論函數(shù)在上的單調(diào)性;(2)求函數(shù)在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù).18.已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若函數(shù)只有1個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.19.已知函數(shù),.(1)求的最值;(2)若,求關(guān)于的方程()的實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù).20.已知函數(shù).(1)若是奇函數(shù),且有三個(gè)零點(diǎn),求的取值范圍;(2)若在處有極大值,求當(dāng)時(shí)的值域.21.設(shè)函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),討論在內(nèi)的單調(diào)性;(2)當(dāng)時(shí),證明:有且僅有兩個(gè)零點(diǎn).22.已知函數(shù)(為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).(1)當(dāng)時(shí),求證:函數(shù)在上恰有一個(gè)零點(diǎn);(2)若函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.23.已知函數(shù),a為非零常數(shù).(1)求單調(diào)遞減區(qū)間;(2)討論方程的根的個(gè)數(shù).24.已知函數(shù),.(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若關(guān)于的方程在區(qū)間內(nèi)無(wú)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.25.設(shè)為實(shí)數(shù),已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間;(2)當(dāng)時(shí),若有兩個(gè)不同的零點(diǎn),求的取值范圍.26.設(shè)函數(shù).(1)若,,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)已知函數(shù)存在兩個(gè)不同零點(diǎn),,求滿足條件的最小正整數(shù)的值.27.若函數(shù)在時(shí),函數(shù)值的取值區(qū)間恰為,則稱為的一個(gè)“倍倒域區(qū)間”.定義在上的奇函數(shù),當(dāng)時(shí).(1)求的解析式;(2)求在內(nèi)的“倍倒域區(qū)間”;(3)若在定義域內(nèi)存在“倍倒域區(qū)間”,求的取值范圍.28.已知函數(shù).(1)試討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)對(duì)任意,滿足的圖象與直線恒有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),求k的取值范圍.29.已知函數(shù)f(x)=-mx-2,g(x)=-sinx-xcosx-1.(1)當(dāng)x≥時(shí),若不等式f(x)>0恒成立,求正整數(shù)m的值;(2)當(dāng)x≥0時(shí),判斷函數(shù)g(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù),并證明你的結(jié)論,參考數(shù)據(jù):≈4.830.設(shè)函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的極值;(2)若函數(shù)有2個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.專題22導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)零點(diǎn)交點(diǎn)和方程根的問題一、單選題1.已知關(guān)于的方程有三個(gè)不等的實(shí)數(shù)根,則實(shí)數(shù)的取值范圍是()A. B.C. D.【答案】B【分析】參變分離后可根據(jù)直線與函數(shù)的圖象有3個(gè)不同的交點(diǎn)可得實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】問題等價(jià)于又三個(gè)不等的實(shí)數(shù)根,令,,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以在和上為增函數(shù),在上為減函數(shù),又,且極小值為,的圖象如圖所示:因此與的圖象有三個(gè)不同的交點(diǎn)時(shí),.故選:B.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:對(duì)于導(dǎo)數(shù)背景下的函數(shù)零點(diǎn)問題,我們可以針對(duì)不同的題型采取不同的策略:(1)填空題或選擇題類:可以采用參變分離的方法把參數(shù)的范圍問題歸結(jié)為動(dòng)直線與不含參數(shù)的函數(shù)的圖象的交點(diǎn)問題,后者可以利用導(dǎo)數(shù)來(lái)刻畫圖象;(2)解題類:一般不可以利用參變分離的方法來(lái)處理,因?yàn)楹瘮?shù)的圖象可能有漸近線,一般地利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,并結(jié)合零點(diǎn)存在定理來(lái)判斷.2.已知函數(shù),則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()A.是奇函數(shù)B.若,則是增函數(shù)C.當(dāng)時(shí),函數(shù)恰有三個(gè)零點(diǎn)D.當(dāng)時(shí),函數(shù)恰有兩個(gè)極值點(diǎn)【答案】C【分析】對(duì)A,根據(jù)奇函數(shù)的定義判定即可.由條件可得,則,,所以在上單調(diào)遞增,且,所以當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.則,將的值代入分別計(jì)算分析,可判斷選項(xiàng)B,C,D【詳解】對(duì)A,的定義域?yàn)?且.故A正確.由條件可得,則,所以在上單調(diào)遞增,且所以當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.則對(duì)B,當(dāng)時(shí),,所以是增函數(shù),故B正確.對(duì)C,當(dāng)時(shí),由上可知,,所以是增函數(shù),故不可能有3個(gè)零點(diǎn).故C錯(cuò)誤.對(duì)D,當(dāng)時(shí),,由上可知在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.則,,所以存在,使得,成立則在上,,在上,,在上,.所以函數(shù)在單調(diào)遞增,在的單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.所以函數(shù)恰有兩個(gè)極值點(diǎn),故D正確.故選:C【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性從而得出函數(shù)的零點(diǎn)和極值情況,解答本題的關(guān)鍵是對(duì)原函數(shù)的單調(diào)性分析,由條件可得,則,所以在上單調(diào)遞增,且,所以當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.則,經(jīng)過多次求導(dǎo)分析出單調(diào)性,屬于中檔題.3.已知函數(shù)()與()的圖象有且僅有兩個(gè)公共點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是()A. B. C. D.【答案】A【分析】將問題轉(zhuǎn)化為的圖象與有兩個(gè)公共點(diǎn),即有兩解,再構(gòu)造新函數(shù),根據(jù)的單調(diào)性和取值分析的取值即可得到結(jié)果.【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)的圖象關(guān)于直線對(duì)稱,所以兩個(gè)圖象的公共點(diǎn)在上,所以的圖象與有兩個(gè)公共點(diǎn),即有兩解,即有兩解,即有兩解,令,所以,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,大致圖象如下圖所示:所以,所以,故選:A.【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:函數(shù)圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)、方程根的數(shù)目、函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)之間的關(guān)系:已知,則有的零點(diǎn)個(gè)數(shù)方程根的數(shù)目函數(shù)與函數(shù)的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù).4.已知函數(shù),則下列說(shuō)法正確的是()A.存在、,函數(shù)沒有零點(diǎn)B.任意,存在,函數(shù)恰有個(gè)零點(diǎn)C.任意,存在,函數(shù)恰有個(gè)零點(diǎn)D.任意,存在,函數(shù)恰有個(gè)零點(diǎn)【答案】B【分析】利用零點(diǎn)存在定理可判斷A選項(xiàng)的正誤;分析出,討論當(dāng)時(shí),利用函數(shù)的單調(diào)性與零點(diǎn)存在定理可判斷B選項(xiàng)的正誤;由B選項(xiàng)可判斷C選項(xiàng)的正誤;令,可知當(dāng)函數(shù)恰有個(gè)零點(diǎn),函數(shù)必有兩個(gè)極值點(diǎn),利用導(dǎo)數(shù)求得的極大值為負(fù)數(shù),進(jìn)而可判斷D選項(xiàng)的正誤.【詳解】對(duì)于A選項(xiàng),當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),時(shí),所以,對(duì)任意的、,函數(shù)必有零點(diǎn),A選項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)于B選項(xiàng),,則,函數(shù)在上單調(diào)遞增,,,所以,存在使得.當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增.所以,.當(dāng)時(shí),對(duì)任意的,,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增,由A選項(xiàng)可知,函數(shù)有唯一的零點(diǎn),B選項(xiàng)正確;對(duì)于C選項(xiàng),任意,由B選項(xiàng)可知,當(dāng)時(shí),對(duì)任意的,,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增,函數(shù)至多有個(gè)零點(diǎn),C選項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)于D選項(xiàng),令,則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)等價(jià)于直線與函數(shù)的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù),若函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),則函數(shù)必有兩個(gè)極值點(diǎn)、,且滿足,,由題意可得,且,由于函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以,當(dāng)或時(shí),,當(dāng)時(shí),.所以,,,令,則,由B選項(xiàng)可知,令,可得使得,則,可得.當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞減.所以,,函數(shù)在上單調(diào)遞減,,當(dāng)時(shí),,所以,.所以,,因此,當(dāng)時(shí),不存在使得函數(shù)有個(gè)零點(diǎn),D選項(xiàng)錯(cuò)誤.故選:B.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)零點(diǎn)問題的方法:(1)直接法:先對(duì)函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的方法求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間與極值,根據(jù)函數(shù)的基本性質(zhì)作出圖象,然后將問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象與軸的交點(diǎn)問題,突出導(dǎo)數(shù)的工具作用,體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化與化歸思想、數(shù)形結(jié)合思想和分類討論思想的應(yīng)用;(2)構(gòu)造新函數(shù)法:將問題轉(zhuǎn)化為研究?jī)珊瘮?shù)圖象的交點(diǎn)問題;(3)參變量分離法:由分離變量得出,將問題等價(jià)轉(zhuǎn)化為直線與函數(shù)的圖象的交點(diǎn)問題.5.函數(shù)有且只有一個(gè)零點(diǎn),則的值為()A. B. C.2 D.【答案】B【分析】分離參數(shù)有一個(gè)交點(diǎn),設(shè),利用導(dǎo)數(shù)求出的單調(diào)區(qū)間,若有且只有1個(gè)零點(diǎn),所以,代入函數(shù)求解即可.【詳解】函數(shù)有且只有一個(gè)零點(diǎn),有一個(gè)交點(diǎn),設(shè),則,則,所以單調(diào)遞增.而,,所以存在使得,即,且當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.所以在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.又因?yàn)榍視r(shí),,時(shí),,且有且只有1個(gè)零點(diǎn),所以.由()可得,即,兩邊同時(shí)取自然對(duì)數(shù)得,整理得;又,所以,所以,故選:B.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點(diǎn),解題的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)化為求的單調(diào)區(qū)間,考查了轉(zhuǎn)化為與劃歸的思想.6.已知函數(shù),若函數(shù)與函數(shù)的圖象有且僅有三個(gè)交點(diǎn),則的取值范圍是()A.) B. C. D.【答案】C【分析】的圖象是直線,的圖象是的圖象及關(guān)于軸對(duì)稱的圖象,直線與的圖象要有三個(gè)交點(diǎn),可求出直線與的圖象相切時(shí)的斜率,然后結(jié)合圖象利用分類討論思想可得結(jié)論.【詳解】易知函數(shù)的圖象是過定點(diǎn),斜率為的直線,設(shè)為;利用偶函數(shù)的圖象關(guān)于軸對(duì)稱的性質(zhì),作出的圖象如圖所示(左右兩支),其中,結(jié)合圖形易知函數(shù)與函數(shù)的圖象有且僅有三個(gè)交點(diǎn)時(shí),直線與左支有兩個(gè)交點(diǎn)或與右支有兩個(gè)交點(diǎn).當(dāng)時(shí),直線與圖象的右支相切于點(diǎn)為臨界狀態(tài),且.設(shè),,則有,解得,所以;當(dāng)時(shí),由于函數(shù)的圖象關(guān)于軸對(duì)稱,所以.故選:C.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:本題考查直線與函數(shù)圖象交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題,解題方法是數(shù)形結(jié)合思想,即作出函數(shù)圖象與直線,觀察它們交點(diǎn)個(gè)數(shù),求出臨界點(diǎn)的直線斜率,然后得出結(jié)論.7.已知函數(shù),若函數(shù)有兩個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是()A. B.C. D.【答案】D【分析】函數(shù)有兩個(gè)不同的零點(diǎn)等價(jià)于方程有兩個(gè)不同的根,即可得答案;【詳解】函數(shù)有兩個(gè)不同的零點(diǎn)等價(jià)于方程有兩個(gè)不同的根,,令,,在遞增,在遞減,,且令,,令,則,,,當(dāng),,,在遞增,在遞減,且,所以直線與有兩個(gè)交點(diǎn),可得的取值范圍為:.故選:D.【點(diǎn)睛】利用參變?nèi)蛛x,再結(jié)合導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的圖象特征,從而得到參數(shù)的取值范圍,是常用的方法;本題若是采用半分離,圖象不好作出,容易犯錯(cuò).8.已知函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為()A. B. C. D.【答案】D【分析】求出的導(dǎo)數(shù),可得時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增,不滿足題意,時(shí),利用可得.【詳解】可知的定義域?yàn)?,,?dāng)時(shí),恒成立,單調(diào)遞增,則不可能有兩個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),時(shí),,單調(diào)遞增;時(shí),,單調(diào)遞減,則在處取得極大值即最大值,要滿足有兩個(gè)零點(diǎn),則,解得,綜上,.故選:D.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點(diǎn),根據(jù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)求參數(shù),一般如下步驟:(1)求出函數(shù)的定義域,求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù);(2)先討論參數(shù)范圍(以明顯使得導(dǎo)數(shù)為正或負(fù)為參數(shù)界點(diǎn)討論);(3)利用導(dǎo)數(shù)正負(fù)討論函數(shù)單調(diào)性,得出極值或最值;(4)以極值或最值列出滿足條件的等式或不等式,即可求出.9.已知函數(shù),若恰有3個(gè)互不相同的實(shí)數(shù),,,使得,則實(shí)數(shù)的取值范圍為()A. B. C. D.或【答案】D【分析】根據(jù)題意,令,得到函數(shù)與直線共有三個(gè)不同的交點(diǎn);根據(jù)導(dǎo)數(shù)的方法,分別判斷和時(shí),函數(shù)的單調(diào)性,以及最值,結(jié)合題中條件,即可得出結(jié)果.【詳解】因?yàn)?,令,由題意,函數(shù)與直線共有三個(gè)不同的交點(diǎn);當(dāng)時(shí),,則,由解得;所以時(shí),,即函數(shù)單調(diào)遞減;時(shí),,即函數(shù)單調(diào)遞增;所以,又,,所以與直線有且僅有兩個(gè)不同的交點(diǎn);當(dāng)時(shí),,則,由得,所以當(dāng)時(shí),,則函數(shù)單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,則函數(shù)單調(diào)遞減;所以,又當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,所以為使與直線只有一個(gè)交點(diǎn),只需或,即或.故選:D.【點(diǎn)睛】本題主要考查由方程根的個(gè)數(shù)求參數(shù),轉(zhuǎn)化為函數(shù)交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題求解即可,屬于??碱}型.10.已知函數(shù)恰有三個(gè)零點(diǎn),則()A. B. C. D.【答案】A【分析】由函數(shù)式確定函數(shù)有一個(gè)零點(diǎn)1,然后變形為:兩個(gè)零點(diǎn)是方程的兩根.確定的單調(diào)性,同時(shí)求出時(shí),的極限為,從而作出函數(shù)的圖象,作直線,由圖象可得時(shí)直線與的圖象才可能有兩交點(diǎn).【詳解】,顯然是函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn),因此另兩個(gè)零點(diǎn)是方程的兩根.即函數(shù)且的圖象與直線有兩個(gè)交點(diǎn),直線過點(diǎn),,設(shè),則,時(shí),,遞減,時(shí),,遞增,∴.∴且時(shí),,∴在和上都是增函數(shù),又,因此定義,這樣新函數(shù)在上是增函數(shù),作出函數(shù)的圖象,作直線,顯然只有,它們才可能有兩個(gè)交點(diǎn).故選:A.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題解題關(guān)鍵是把零點(diǎn)轉(zhuǎn)化為方程的解,再轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象與直線的交點(diǎn),通過導(dǎo)數(shù)研究出新函數(shù)的性質(zhì),作出大致圖象,可得直線與函數(shù)圖象交點(diǎn)個(gè)數(shù)情況,從而得解.11.已知函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍()A. B. C. D.【答案】D【分析】求導(dǎo),分類討論,當(dāng)時(shí),函數(shù)在上為增函數(shù),最多只有一個(gè)零點(diǎn),不符合題意;當(dāng)時(shí),在上遞增,在上遞減,取得最大值,由解得結(jié)果即可得解.【詳解】的定義域?yàn)?,,?dāng)時(shí),,函數(shù)在上為增函數(shù),最多只有一個(gè)零點(diǎn),不符合題意;當(dāng)時(shí),由得,由得,所以在上遞增,在上遞減,所以當(dāng)時(shí),取得最大值,因?yàn)橼吔跁r(shí),趨近于負(fù)無(wú)窮大,趨近于正無(wú)窮大時(shí),趨近于負(fù)無(wú)窮大,所以要使有兩個(gè)零點(diǎn),只需,因?yàn)椋?,所?故選:D【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:已知函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)求參數(shù)值(取值范圍)常用的方法:利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,研究函數(shù)的極值與最值,根據(jù)函數(shù)變化趨勢(shì)作出大致圖象,通過圖象直觀分析解決問題.12.若函數(shù)恰有兩個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為()A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)題意,得到方程有兩不等實(shí)根,構(gòu)造函數(shù),,對(duì)其求導(dǎo),判定函數(shù)單調(diào)性,求出極值,畫出函數(shù)大致圖像,結(jié)合圖像,即可得出結(jié)果.【詳解】顯然,不是函數(shù)的零點(diǎn),令,得,構(gòu)造函數(shù),,則,令得到,令得到且,即函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;所以函數(shù)有極小值;畫出函數(shù)的圖象,如圖所示,由圖像可知,當(dāng)時(shí),直線與的圖象不可能有兩個(gè)交點(diǎn),當(dāng),只需,的圖象與直線即有兩個(gè)不同的交點(diǎn),即函數(shù)恰有兩個(gè)不同的零點(diǎn),∴的取值范圍為.故選:B.【點(diǎn)睛】本題主要考查導(dǎo)數(shù)的方法研究函數(shù)的零點(diǎn),利用數(shù)形結(jié)合的方法即可求解,屬于??碱}型.二、多選題13.函數(shù)在上有唯一零點(diǎn),則()A. B.C. D.【答案】ABC【分析】由,可得出,令,,利用導(dǎo)數(shù)得出函數(shù)在上為增函數(shù),再令,其中,利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)在上的單調(diào)性,可求得,可判斷ACD選項(xiàng)的正誤,再結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性可判斷B選項(xiàng)的正誤.【詳解】由,可得,即,令,其中,則,所以,函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,則,令,其中,.當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增.所以,.若函數(shù)在上有唯一零點(diǎn),則.所以,,由于函數(shù)在上單調(diào)遞增,,,即,,所以,ABC選項(xiàng)正確,D選項(xiàng)錯(cuò)誤.故選:ABC.【點(diǎn)睛】利用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)問題,一般利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值等性質(zhì),并借助函數(shù)圖象,根據(jù)零點(diǎn)或圖象的交點(diǎn)情況,建立含參數(shù)的方程(或不等式)組求解,實(shí)現(xiàn)形與數(shù)的和諧統(tǒng)一.14.已知函數(shù),給出下列四個(gè)結(jié)論,其中正確的是()A.曲線在處的切線方程為B.恰有2個(gè)零點(diǎn)C.既有最大值,又有最小值D.若且,則【答案】BD【分析】本題首先可根據(jù)以及判斷出A錯(cuò)誤,然后根據(jù)當(dāng)時(shí)的函數(shù)單調(diào)性、當(dāng)時(shí)的函數(shù)單調(diào)性、以及判斷出B正確和C錯(cuò)誤,最后根據(jù)得出,根據(jù)函數(shù)單調(diào)性即可證得,D正確.【詳解】函數(shù)的定義域?yàn)?,?dāng)時(shí),,;當(dāng)時(shí),,,A項(xiàng):,,則曲線在處的切線方程為,即,A錯(cuò)誤;B項(xiàng):當(dāng)時(shí),,函數(shù)是減函數(shù),當(dāng)時(shí),,函數(shù)是減函數(shù),因?yàn)?,,所以函?shù)恰有2個(gè)零點(diǎn),B正確;C項(xiàng):由函數(shù)的單調(diào)性易知,C錯(cuò)誤;D項(xiàng):當(dāng)、時(shí),因?yàn)?,所以,因?yàn)樵谏蠟闇p函數(shù),所以,,同理可證得當(dāng)、時(shí)命題也成立,D正確,故選:BD.【點(diǎn)睛】本題考查函數(shù)在某點(diǎn)處的切線求法以及函數(shù)單調(diào)性的應(yīng)用,考查根據(jù)導(dǎo)函數(shù)求函數(shù)在某點(diǎn)處的切線以及函數(shù)單調(diào)性,導(dǎo)函數(shù)值即切線斜率,若導(dǎo)函數(shù)值大于,則函數(shù)是增函數(shù),若導(dǎo)函數(shù)值小于,則函數(shù)是減函數(shù),考查函數(shù)方程思想,考查運(yùn)算能力,是難題.15.已知函數(shù),則下列說(shuō)法正確的有()A.直線y=0為曲線y=f(x)的一條切線B.f(x)的極值點(diǎn)個(gè)數(shù)為3C.f(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為4D.若f()=f()(≠),則+=0【答案】ABD【分析】求導(dǎo),令,即,令,,在同一坐標(biāo)系中作出兩函數(shù)的圖像,得出導(dǎo)函數(shù)取得正負(fù)的區(qū)間,從而可得出原函數(shù)的單調(diào)性,再求出,,,可作出函數(shù)的圖象,從而可得出選項(xiàng).【詳解】因?yàn)?,所以,令,即,令,,在同一坐?biāo)系中作出兩函數(shù)的圖像,由圖像得:當(dāng)和時(shí),,所以此時(shí),所以在和上單調(diào)遞增;當(dāng)和時(shí),,所以此時(shí),所以在和上單調(diào)遞減;且,,,作出函數(shù)的圖象如下圖所示:對(duì)于A選項(xiàng):根據(jù)函數(shù)的圖象,知A選項(xiàng)正確;對(duì)于B:由圖象得有3個(gè)不同的解,有3個(gè)極值點(diǎn),故B正確;對(duì)于C:當(dāng)或時(shí),,所以函數(shù)有2個(gè)零點(diǎn),故C不正確;對(duì)于D:因?yàn)?,所以函?shù)是偶函數(shù),所以函數(shù)關(guān)于y軸對(duì)稱,若,則,所以,即,故D正確.故選:ABD.【點(diǎn)睛】本題考查運(yùn)用導(dǎo)函數(shù)求函數(shù)的切線方程,運(yùn)用導(dǎo)函數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,極值,零點(diǎn),關(guān)鍵在于由導(dǎo)函數(shù)的正負(fù),得出原函數(shù)所對(duì)應(yīng)的單調(diào)性,從而得出原函數(shù)的圖象趨勢(shì),運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想解決問題,屬于中檔題.16.已知函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)、,且,則下列結(jié)論不正確的是()A. B.的值隨的增大而減小C. D.【答案】ABD【分析】由得出,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性與極值,數(shù)形結(jié)合可判斷ACD選項(xiàng)的正誤;任取、,且,設(shè),其中;設(shè),其中,利用函數(shù)的單調(diào)性結(jié)合不等式的基本性質(zhì)得出,可判斷B選項(xiàng)的正誤.【詳解】令,可得,構(gòu)造函數(shù),定義域?yàn)椋?當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞減.所以,,如下圖所示:由圖象可知,當(dāng)時(shí),直線與函數(shù)的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),A選項(xiàng)正確;當(dāng)時(shí),,由圖象可得,,C選項(xiàng)錯(cuò)誤,D選項(xiàng)正確;任取、,且,設(shè),其中;設(shè),其中.由于函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,且,;函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,且,.由不等式的基本性質(zhì)可得,則.所以,的值隨的增大而減小,B選項(xiàng)正確.故選:ABD.【點(diǎn)睛】在利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點(diǎn)問題個(gè)數(shù)中,可轉(zhuǎn)化為判定有兩個(gè)實(shí)根時(shí)實(shí)數(shù)應(yīng)滿足的條件,并注意的單調(diào)性、奇偶性、最值的靈活應(yīng)用.另外還可作出函數(shù)的大致圖象,直觀判定曲線交點(diǎn)個(gè)數(shù),但應(yīng)注意嚴(yán)謹(jǐn)性,進(jìn)行必要的論證.三、解答題17.已知函數(shù),.(1)討論函數(shù)在上的單調(diào)性;(2)求函數(shù)在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù).【答案】(1)函數(shù)在上的單調(diào)遞減;(2)有且只有一個(gè)零點(diǎn).【分析】(1)由題設(shè)得,求導(dǎo),可判斷,故函數(shù)在上的單調(diào)遞減.(2)由題設(shè),求,可判斷,故函數(shù)在上單調(diào)遞減,又,,可知函數(shù)在上有且只有一個(gè)零點(diǎn).【詳解】(1),則.當(dāng)時(shí),,,,即,,故函數(shù)在上的單調(diào)遞減.(2),則,時(shí),,,又,且,,故函數(shù)在上單調(diào)遞減,又,,因此,函數(shù)在上有且只有一個(gè)零點(diǎn).【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:本題考查判斷函數(shù)單調(diào)性,及求函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù),求函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)常用的方法:(1)方程法:令,如果能求出解,有幾個(gè)解就有幾個(gè)零點(diǎn).(2)零點(diǎn)存在性定理法:利用定理不僅要求函數(shù)在區(qū)間上是連續(xù)不斷的曲線,且,還必須結(jié)合函數(shù)的圖像與性質(zhì)(如單調(diào)性、奇偶性、周期性、對(duì)稱性)才能確定函數(shù)有多少個(gè)零點(diǎn)或零點(diǎn)值所具有的性質(zhì).(3)數(shù)形結(jié)合法:轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)的圖像的交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題.先畫出兩個(gè)函數(shù)的圖像,看其交點(diǎn)的個(gè)數(shù),其中交點(diǎn)的橫坐標(biāo)有幾個(gè)不同的值,就有幾個(gè)不同的零點(diǎn).18.已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若函數(shù)只有1個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)的單調(diào)遞減區(qū)間是,單調(diào)遞增區(qū)間;(2).【分析】(1)由得到,求得,然后由求解.(2)由得到,令,將問題轉(zhuǎn)化為與函數(shù)的圖象有且只有一個(gè)交點(diǎn),利用導(dǎo)數(shù)法畫出的大致圖象,利用數(shù)形結(jié)合法求解.【詳解】(1)的定義域是,當(dāng)時(shí),,,易知單調(diào)遞增,且當(dāng)時(shí),,所以當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,因此的單調(diào)遞減區(qū)間是,單調(diào)遞增區(qū)間.(2)由,得,令,若函數(shù)只有一個(gè)零點(diǎn),則直線與函數(shù)的圖象有且只有一個(gè)交點(diǎn).,令,則,所以在上單調(diào)遞減,易知,,所以存在,使得,當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞減.易知當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.作出直線與函數(shù)的大致圖象如圖所示,由圖可知,若,則直線與函數(shù)的圖象有且只有一個(gè)交點(diǎn).若,則當(dāng)直線與函數(shù)的圖象相切時(shí),有且只有一個(gè)交點(diǎn),設(shè)切點(diǎn)為,則,得,.故實(shí)數(shù)的取值范圍是.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:函數(shù)零點(diǎn)或函數(shù)圖象交點(diǎn)問題的求解,一般利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值等性質(zhì),并借助函數(shù)圖象,根據(jù)零點(diǎn)或圖象的交點(diǎn)情況,建立含參數(shù)的方程(或不等式)組求解,實(shí)現(xiàn)形與數(shù)的和諧統(tǒng)一.19.已知函數(shù),.(1)求的最值;(2)若,求關(guān)于的方程()的實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù).【答案】(1)最小值為,無(wú)最大值;(2)當(dāng)時(shí),關(guān)于的方程()的實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù)為2;當(dāng)時(shí),關(guān)于的方程()的實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù)為1.【分析】(1)求出得出的單調(diào)區(qū)間,從而得出其最值.
(2)將問題轉(zhuǎn)化為()的圖象與射線()的交點(diǎn)個(gè)數(shù),求出得出的單調(diào)區(qū)間,分析其交點(diǎn)情況,得出答案.【詳解】(1)因?yàn)椋ǎ?,所以.令,解得,?dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.故,當(dāng)時(shí),所以的最小值為,無(wú)最大值.(2)因?yàn)椋ǎ?,所以(),關(guān)于的方程()的實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù)等價(jià)于函數(shù)()的圖象與射線()的交點(diǎn)個(gè)數(shù).因?yàn)椋ǎ?,令(),則,所以在上單調(diào)遞增,又,,故存在唯一的,使得,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,且,因?yàn)楫?dāng)時(shí),,所以當(dāng)時(shí),.因?yàn)?,所以,?dāng)時(shí),函數(shù)的圖象與射線()有兩個(gè)交點(diǎn),當(dāng)時(shí),函數(shù)的圖象與射線()有一個(gè)交點(diǎn).綜上,當(dāng)時(shí),關(guān)于的方程()的實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù)為2;當(dāng)時(shí),關(guān)于的方程()的實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù)為1.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:根據(jù)方程的根的個(gè)數(shù)(或零點(diǎn)個(gè)數(shù))求參數(shù)值(取值范圍)常用的方法:(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通過解不等式確定參數(shù)范圍;(2)分離參數(shù)法:先將參數(shù)分離,轉(zhuǎn)化成求函數(shù)的值域問題加以解決;(3)數(shù)形結(jié)合法:先對(duì)解析式變形,進(jìn)而構(gòu)造兩個(gè)函數(shù),然后在同一平面直角坐標(biāo)系中畫出函數(shù)的圖象,利用數(shù)形結(jié)合的方法求解20.已知函數(shù).(1)若是奇函數(shù),且有三個(gè)零點(diǎn),求的取值范圍;(2)若在處有極大值,求當(dāng)時(shí)的值域.【答案】(1);(2).【分析】(1)先由函數(shù)奇偶性,得到,得出,對(duì)其求導(dǎo),分別討論和兩種情況,根據(jù)導(dǎo)數(shù)的方法判定函數(shù)單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)個(gè)數(shù),即可求出結(jié)果;(2)先對(duì)函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)極大值求出,根據(jù)函數(shù)單調(diào)性,即可求出值域.【詳解】(1)∵是定義域?yàn)榈钠婧瘮?shù),所以,且.∴,∴.當(dāng)時(shí),,此時(shí)在上單調(diào)遞減,在上只有一個(gè)零點(diǎn),不合題意.當(dāng)時(shí),,解得,∴在,上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,∵在上有三個(gè)零點(diǎn),∴且,即,即,而恒成立,∴.所以實(shí)數(shù)的取值范圍為.(2),由已知可得,且,解得或當(dāng),時(shí),,,令,即,解得,令,即,解得或,即函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;所以是的極小值點(diǎn),與題意不符.當(dāng),時(shí),,.令,即,解得;令,即,解得或,即函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;所以是的極大值點(diǎn),符合題意,故,.又∵,∴在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.又,,.所以在上的值域?yàn)椋军c(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:導(dǎo)數(shù)的方法求函數(shù)零點(diǎn)的一般步驟:先對(duì)函數(shù)求導(dǎo),由導(dǎo)數(shù)的方法求出函數(shù)的單調(diào)性區(qū)間,根據(jù)函數(shù)極值的定義,求出函數(shù)的的極值,再根據(jù)函數(shù)函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù),確定極值的取值情況,進(jìn)而可得出結(jié)果.21.設(shè)函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),討論在內(nèi)的單調(diào)性;(2)當(dāng)時(shí),證明:有且僅有兩個(gè)零點(diǎn).【答案】(1)在或上單調(diào)遞減,在或上單調(diào)遞增;(2)證明見解析.【分析】(1)先求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)和函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合三角函數(shù)的性質(zhì)即可求出單調(diào)區(qū)間;(2)先判斷出函數(shù)為偶函數(shù),則問題轉(zhuǎn)化為在有且只有一個(gè)零點(diǎn),再利用導(dǎo)數(shù)和函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系,以及函數(shù)零點(diǎn)存在定理即可求出.【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,,令,解得或,,當(dāng)時(shí),解得或,當(dāng)時(shí),解得或,在,或,上單調(diào)遞減,在或上單調(diào)遞增;(2)的定義域?yàn)椋?,為偶函?shù),,有且僅有兩個(gè)零點(diǎn)等價(jià)于在有且只有一個(gè)零點(diǎn),,當(dāng)時(shí),,恒成立,在上單調(diào)遞減,,,在上有且只有一個(gè)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),令,即,可知存在唯一,使得,當(dāng)或時(shí),,,函數(shù)單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,,函數(shù)單調(diào)遞減,由,,可得,當(dāng),,,在上有且只有一個(gè)零點(diǎn),綜上所述,當(dāng)時(shí),有且僅有兩個(gè)零點(diǎn).【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:1、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確判定導(dǎo)數(shù)的符號(hào),當(dāng)f(x)含參數(shù)時(shí),需依據(jù)參數(shù)取值對(duì)不等式解集的影響進(jìn)行分類討論;若可導(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)范圍問題,可轉(zhuǎn)化為f′(x)≥0(或f′(x)≤0)恒成立問題,從而構(gòu)建不等式,要注意“=”是否可以取到.2、用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點(diǎn),一方面用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,借助零點(diǎn)存在性定理判斷;另一方面,也可將零點(diǎn)問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象的交點(diǎn)問題,利用數(shù)形結(jié)合來(lái)解決.22.已知函數(shù)(為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).(1)當(dāng)時(shí),求證:函數(shù)在上恰有一個(gè)零點(diǎn);(2)若函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)證明見解析;(2).【分析】(1)法一:利用導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行求證即可;法二:利用函數(shù)的性質(zhì)直接判斷即可求證;(2)對(duì)求導(dǎo),得,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)求出參數(shù)的范圍即可【詳解】(1)法一:易得:,∴,令,∴,令,∴,∴在上單調(diào)遞減,且;在上單調(diào)遞增且有,,故命題獲證.法二:易得:,恒成立,有唯一零點(diǎn).(2)易得,令得,∴在上單調(diào)遞減且;在上單調(diào)遞增且有,∵函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn),∴.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:解題的關(guān)鍵在于求導(dǎo)得到后,構(gòu)造函數(shù),并通過對(duì)通過求導(dǎo)得到奇函數(shù)的極值點(diǎn),進(jìn)而求出的范圍,難度屬于中檔題23.已知函數(shù),a為非零常數(shù).(1)求單調(diào)遞減區(qū)間;(2)討論方程的根的個(gè)數(shù).【答案】(1)當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞減區(qū)間為,當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞減區(qū)間為;(2)當(dāng)時(shí),原方程有且僅有一個(gè)解;當(dāng)時(shí),原方程有兩個(gè)解.【分析】(1)求導(dǎo),對(duì)分類討論,利用可解得結(jié)果;(2)轉(zhuǎn)化為函數(shù)與的圖象的交點(diǎn)的個(gè)數(shù),利用導(dǎo)數(shù)可求得結(jié)果.【詳解】(1),由得,①若時(shí),由得,所以的單調(diào)遞減區(qū)間為;②若時(shí),由得,所以的單調(diào)遞減區(qū)間為.綜上所述,當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞減區(qū)間為;當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞減區(qū)間為.(2)因?yàn)榉匠痰葍r(jià)于,令,所以方程的根的個(gè)數(shù)等于函數(shù)與的圖象的交點(diǎn)的個(gè)數(shù),因?yàn)椋?,得,?dāng),時(shí),,在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,所以在,上單調(diào)遞減,又,所以當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.所以,當(dāng)時(shí),原方程有且僅有一個(gè)解;當(dāng)時(shí),原方程有兩個(gè)解.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:討論函數(shù)零點(diǎn)或方程根的個(gè)數(shù)的常用的方法:(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,可得方程根的個(gè)數(shù);(2)數(shù)形結(jié)合法:先對(duì)解析式變形,進(jìn)而構(gòu)造兩個(gè)函數(shù),然后在同一平面直角坐標(biāo)系中畫出函數(shù)的圖象,利用數(shù)形結(jié)合的方法求解24.已知函數(shù),.(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若關(guān)于的方程在區(qū)間內(nèi)無(wú)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)單調(diào)增區(qū)間是,單調(diào)減區(qū)間是;(2).【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的正負(fù)即可判斷單調(diào)區(qū)間;(2)可轉(zhuǎn)化為在無(wú)零點(diǎn),可得,討論的范圍結(jié)合的單調(diào)性和零點(diǎn)存在性定理求解.【詳解】(1)依題意,.令,解得,故函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間是,由,得,單調(diào)減區(qū)間是.(2)原方程可化為,即.令,,則.是增函數(shù),時(shí),,(ⅰ)當(dāng)時(shí),恒成立.在上是增函數(shù),,故原方程在內(nèi)無(wú)零點(diǎn).(ⅱ)當(dāng)時(shí),由得,時(shí),,當(dāng)時(shí),故在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增.又,在區(qū)間上恒小于0.∴,下面討論的正負(fù);令,.則,令是的導(dǎo)函數(shù),則,在上增函數(shù)..即,又由零點(diǎn)存在性定理知,原方程在上有零點(diǎn).即在上有零點(diǎn).綜上所述,所求實(shí)數(shù)的取值范圍是.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題考查利用導(dǎo)數(shù)討論函數(shù)的零點(diǎn)問題,解題的關(guān)鍵是將題轉(zhuǎn)化為在無(wú)零點(diǎn),可以通過導(dǎo)數(shù)研究的單調(diào)性,注意討論參數(shù)的范圍結(jié)合零點(diǎn)存在性定理進(jìn)行判斷.25.設(shè)為實(shí)數(shù),已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間;(2)當(dāng)時(shí),若有兩個(gè)不同的零點(diǎn),求的取值范圍.【答案】(1)單調(diào)遞增區(qū)間為;單調(diào)遞減區(qū)間為;(2).【分析】(1)由得,對(duì)函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的方法,即可求出單調(diào)區(qū)間;(2)先對(duì)函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的方法判定函數(shù)單調(diào)性,得到,為使有兩個(gè)不同的零點(diǎn),首先,解得,再判斷和時(shí),函數(shù)都有零點(diǎn),即可得出結(jié)果.【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,則,令,則,所以當(dāng)時(shí),,所以單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,所以單調(diào)遞增;即函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為;單調(diào)遞減區(qū)間為;(2)因?yàn)椋?,因?yàn)?,由得;由得;所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;因此,要使有兩個(gè)不同的零點(diǎn),則首先,即,所以,解得;當(dāng)時(shí),,令,,則,,由得;由得,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,因此在上單調(diào)遞增,因此,即在上恒成立,所以當(dāng)時(shí),,此時(shí);當(dāng)時(shí),,令,可得;取且知,故滿足在和各有一個(gè)零點(diǎn);綜上,的取值范圍為.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)零點(diǎn)問題的方法:1.直接法:先對(duì)函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的方法求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值,根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)畫出圖像,然后將問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖像與軸交點(diǎn)問題,突出導(dǎo)數(shù)的工具作用,體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化與化歸思想、數(shù)形結(jié)合的思想和分類討論的思想;2.構(gòu)造新函數(shù)法:將問題轉(zhuǎn)化為研究?jī)珊瘮?shù)的圖像的交點(diǎn)問題;3.分離參變量法:即由分離參變量,得,研究直線與的圖像的交點(diǎn)問題.26.設(shè)函數(shù).(1)若,,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)已知函數(shù)存在兩個(gè)不同零點(diǎn),,求滿足條件的最小正整數(shù)的值.【答案】(1);(2)3.【分析】(1)由得,利用參變分離法得到,然后構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)分析實(shí)數(shù)的取值范圍(2)求導(dǎo)得到,對(duì)進(jìn)行分類討論,然后,利用數(shù)形結(jié)合進(jìn)行分析,即可求出最小正整數(shù)的值【詳解】(1)由得又所以所以令所以所以函數(shù)在上單調(diào)遞增所以所以,即實(shí)數(shù)的取值范圍為(2)因?yàn)樗匀?,則,函數(shù)在上單調(diào)遞增,函數(shù)之多一個(gè)零點(diǎn)所以若函數(shù)有兩個(gè)兩點(diǎn),則當(dāng)時(shí),函數(shù)在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增得的最小值,因此函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)則又所以令,顯然在上為增函數(shù)且,所以存在,當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),所以滿足條件的最小正整數(shù)又當(dāng)時(shí),,所以時(shí),有兩個(gè)零點(diǎn)綜上所述,滿足條件的最小正整數(shù)的值為【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:解題的關(guān)鍵在于:(1)利用參變分離法,得到,然后構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)進(jìn)行數(shù)形結(jié)合的分析求解;(2)對(duì)求導(dǎo),然后對(duì)分類為:和,尤其在時(shí),得到,進(jìn)而構(gòu)造函數(shù),利用零點(diǎn)存在定理進(jìn)行數(shù)形結(jié)合的分析來(lái)求解,本題難度屬于困難27.若函數(shù)在時(shí),函數(shù)值的取值區(qū)間恰為,則稱為的一個(gè)“倍倒域區(qū)間”.定義在上的奇函數(shù),當(dāng)時(shí).(1)求的解析式;(2)求在內(nèi)的“倍倒域區(qū)間”;(3)若在定義域內(nèi)存在“倍倒域區(qū)間”,求的取值范圍.【答案】(1);(2);(3).【分析】(1)當(dāng)時(shí),,求出,再根據(jù)求出可得解;(2)設(shè),根據(jù)在上單調(diào)遞減,得解得結(jié)果即可得解;(3)設(shè)在定義域內(nèi)的倍倒域區(qū)間為,則或,當(dāng)時(shí),根據(jù)在上的最大值推出,根據(jù)在為遞減函數(shù)可得,,可得方程在區(qū)間上有兩個(gè)不等的實(shí)數(shù)解,再構(gòu)造函數(shù)利用導(dǎo)數(shù)可解得的范圍,同理可求得當(dāng)時(shí),的范圍.【詳解】(1)因?yàn)闉槎x在上的奇函數(shù),所以當(dāng)時(shí),,,因?yàn)椋?,所?(2)因?yàn)樵趦?nèi)的“倍倒域區(qū)間”,設(shè),因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞減,所以,整理得,解得,所以在內(nèi)的“倍倒域區(qū)間”為.(3)設(shè)在定義域內(nèi)的倍倒域區(qū)間為,則函數(shù)值的取值區(qū)間為,所以或,當(dāng)時(shí),因?yàn)樵谏系淖畲笾禐?,所以,又,所以,因?yàn)樵谏线f減,所以在上遞減,所以,,即,所以,所以方程在區(qū)間上有兩個(gè)不等的實(shí)數(shù)解,令,,則,令,得,令,得,所以在上遞減,在上遞增,因?yàn)?,,所以要使方程在區(qū)間上有兩個(gè)不等的實(shí)數(shù)解,只需,即,解得,所以.同理可得當(dāng)時(shí),.綜上所述:的取值范圍是.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:第(3)問中當(dāng)時(shí),根據(jù)函數(shù)上的最大值和函數(shù)在上函數(shù)值的取值區(qū)間推出是解題關(guān)鍵.28.已知函數(shù).(1)試討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)對(duì)任意,滿足的圖象與直線恒有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),求k的取值范圍.【答案】(1)當(dāng)時(shí),在單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減;(2)或.【分析】(1)首先求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),分和兩千情況討論導(dǎo)數(shù)的正負(fù),確定函數(shù)的單調(diào)性;(2)由方程,轉(zhuǎn)化為,構(gòu)造函數(shù),利用二階導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,并分情況討論最小值的正負(fù),并結(jié)合零點(diǎn)存在性定理,確定函數(shù)的性質(zhì),根據(jù)有唯一解,確定的取值范圍.【詳解】(1)
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