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文檔簡介
重難點(diǎn)專題11導(dǎo)數(shù)解答題之零點(diǎn)問題八大題型匯總
題型1一個零點(diǎn)問題...................................................1
題型2兩個零點(diǎn)問題...................................................2
題型3三個零點(diǎn)問題...................................................3
題型4判斷零點(diǎn)個數(shù)...................................................4
題型5最值函數(shù)的零點(diǎn)問題............................................5
題型6同構(gòu)法解零點(diǎn)問題...............................................6
題型7零點(diǎn)差問題.....................................................7
題型8割線法切線法與零點(diǎn)............................................8
題型1一個零點(diǎn)問題
【例題1】(2024秋?重慶?高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù)
Ax)(A£R)
(i)討論Hx)的單調(diào)性;
⑵若函數(shù)烈力二武力’;在區(qū)間(工+8)上恰有一個零點(diǎn),求珀勺取值范圍.
【變式1-111.(2023?河北保定?河北省唐縣第一中學(xué)??级#┘褐瘮?shù)
貝力二鏟+/*M其中常數(shù)3£人已是自然對數(shù)的底數(shù).
⑴若"7,求犬了)的最小值:
⑵若函數(shù)式力二★力-&00】恰有一個零點(diǎn),求a的值.
【變式『1]2.(2023秋?江西?高三統(tǒng)考開學(xué)考試)已知函數(shù)
jfx)二式Inj)-ar(aG用.
(1)當(dāng)3二弓時(shí),求曲線V二代外在點(diǎn)U,處的視線方程;
⑵若Hx)在(2/8)上僅一個零點(diǎn),求日的取值范圍.
【變式1-1]3.(2023春?江西贛州-高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù)
=/-2aLnx-/*.
(1)當(dāng)己二7時(shí),若真切的最小值為Z求實(shí)數(shù)8的值;
(2)若存在每£上,炭|,使得函數(shù)H》)恰有一個零點(diǎn),求實(shí)數(shù)》的取值范圍.
【變式(2023?河南開封?統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知函數(shù)W")二鏟一療.
(1)若函數(shù)Ax)的圖象與直線夕二X一1相切,求實(shí)數(shù)Z的值;
⑵若函數(shù)式力二Hx)-x+i有且只有一個零點(diǎn),求實(shí)數(shù)Z的取值范圍.
題型2兩個零點(diǎn)問題
【例題2](2023秋?全國-高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù)A*)=
(a£/).
(1)若Ax)W困0,+8)上恒成立,求a的取值范圍:
(2)設(shè)式力二七為函數(shù)用x)的兩個零點(diǎn),證明:x.x,<1.
【變式2-1]1.(2023秋?湖南長沙-高三長郡中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))證明下
面兩題:
(1)證明:當(dāng)時(shí),L)/;
⑵當(dāng)°。時(shí),證明函數(shù)x力二三有2個不同零點(diǎn).
【變式2-1]2.(2022秋?廣東東莞-高三校考階段練習(xí))已知函數(shù)
力力二3鏟TnG+力+lna7.
(1)若3二7,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間及極值;
⑵若函數(shù)fS)有且僅有兩個零點(diǎn),求實(shí)數(shù)后的取值范圍.
【變式2-113.(2023秋?貴州貴陽?高三貴陽一中校考開學(xué)考試)已知函數(shù)
/(J0-Inx-a>1,
(1)若函數(shù)N力在x二1處的切線的斜率為7-e,求實(shí)數(shù)a的值(e是自然對數(shù)的
底數(shù));
(2)若函數(shù)X*)有且僅有兩個零點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【變式2-114.(2023秋?安徽合肥?高三合肥一中校聯(lián)考開學(xué)考試)已知函
數(shù)?幻-ae'-j(e是自然對數(shù)的底數(shù)).
(1)討論函數(shù)犬工)的單調(diào)性;
⑵若用力二比'(X-D-In"f(x)有兩個零點(diǎn),求實(shí)數(shù)d的取值范圍.
題型3三個零點(diǎn)問題
【例題3](2023春?重慶九龍坡-高三重慶市育才中學(xué)校考開學(xué)考試)已知
/(x)二力ogjxl0月aHL.
(i)試討論函數(shù)Nx)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)7時(shí),若H>)有三個零點(diǎn)小,打
①求a的范圍;
②設(shè),<打<打,求證:3『,+20+年〉2匕-[
【變式3-1]1.(2023春-重慶沙坪壩-高三重慶八中??茧A段練習(xí))設(shè)函數(shù)
fW=a)flnx-Ina)-/,其中a)0.
(1)若求不等式fGJ2£的解集;
⑵求證:匕w(2,+8),函數(shù)/Yi庸三個零點(diǎn)"£,<x7<xJ,且"
"七成等比數(shù)列.
【變式3-1]2.(2023秋?重慶-高三重慶一中??奸_學(xué)考試)設(shè)函數(shù)
Hi)-J-asiru,¥£(?!üち襵)二--i-Zaxlru,且Hx)有唯一零點(diǎn).
(1)求a的取值范圍;
(2)證明:式力存在三個零點(diǎn);
(3)記H*)的零點(diǎn)為p,半由最小的零點(diǎn)為q,證明:。/門,其中e是自然對
數(shù)的底數(shù).
【變式3-113.(2023?山東?山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知函數(shù)
*
找力二三一】nx_ln&7有三個零點(diǎn)
⑴求如勺取值范圍;
(2)設(shè)函數(shù)火力的三個零點(diǎn)由小到大依次是"匕.證明:配"訂>e.
【變式3T】4.(2023?廣東深圳???级?己知函數(shù)打'二三-Mm
(1)當(dāng)3二1時(shí),求勺單調(diào)區(qū)間;
(2)①當(dāng)時(shí),試證明函數(shù)^^恰有三個零點(diǎn);
②記①中的三個零點(diǎn)分別為r,,丸,xi,且石<刀<七,試證明
M(l-xj〉匕
題型4判斷零點(diǎn)個數(shù)
【例題4](2022秋?廣東珠海?高三珠海市第一中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù)
,
/(x)=7(1?a)x-InX^?W0)
(1)討論函數(shù)Wx)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)a?1時(shí),判斷函數(shù)式x)二(x7)lnx-"1-的零點(diǎn)個數(shù).
【變式4-1]1.(2023秋?廣東-高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知曲線C:
不力二siMx+ae*-x(3GR)
(1)若曲線C過點(diǎn)一刀,求曲線C在點(diǎn)P處的切線方程;
⑵當(dāng)戶7時(shí),求真力在[°,子上的值域;
⑶若0W],討論虱X)二武力.去。5熱.d力的零點(diǎn)個數(shù).
【變式4-112.(2023?四川成都?校聯(lián)考模擬預(yù)測)設(shè)函數(shù)汽“二三.
(1)求X力的單調(diào)區(qū)間:
(2)設(shè)函數(shù)4力二Hx)-以求爪X)在|0,班|的零點(diǎn)個數(shù).
【變式4-113.(2023秋-黑龍江哈爾濱-高三哈爾濱德強(qiáng)學(xué)校??奸_學(xué)考試)
己知函數(shù)=其中dWE.
⑴討論函數(shù)C零點(diǎn)個數(shù);
(2)求證:-W
【變式4T】4.(2023?河南?統(tǒng)考模擬預(yù)測)設(shè)函數(shù)
/(x)二三一?l)x+Inj
⑴當(dāng)a*時(shí),討論函數(shù)Hx)的單調(diào)性;
⑵當(dāng)e二一1時(shí),判斷函數(shù)式才二的零點(diǎn)個數(shù),并說明理由.
題型5最值函數(shù)的零點(diǎn)問題
【例題5](2023?全國-高三專題練習(xí))已知函數(shù)力>>=GR)
g(i)-x-J.
(1)若直線y=g(x)與曲線y二力(%)相切,求a的值;
⑵用min{爆加表示m,n中的最小值,討論函數(shù)方⑨=nin?力的零點(diǎn)個
數(shù).
【變式5-1]1.(2021秋?廣東深圳?高三紅嶺中學(xué)??计谀┮阎瘮?shù)
fix)-Ini
(1)討論函數(shù)用,)二五6.。9WR)的單調(diào)性;
⑵①證明函數(shù)..二■=?為自然對數(shù)的底數(shù))在區(qū)間內(nèi)有唯一的零
點(diǎn);
②設(shè)①中函數(shù)網(wǎng)力的賽點(diǎn)為此,記刀刀二?!?'“曰(其中min6,人表示a乂
中的較小值),若成力二〃彷£川在區(qū)間(2+00)內(nèi)有兩個不相等的實(shí)數(shù)根
力,[”,(七),證明:x,+x,〉2也
【變式5-1]2.(2023?廣東-高三專題練習(xí))已知函數(shù)?/二-ln1,
3
g(x)-x?aeF
(1)若函數(shù)gGJ存在極值點(diǎn)Xh且式X;)二g(x,),其中,聲得求證:x,+2xc=C;
⑵用nin&H表示m,n中的最小值,記函數(shù)方/二min&①,t(x)](x>0),
若函數(shù)萬(不有且僅有三個不同的零點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【變式5-113.(2023?四川南充?統(tǒng)考三模)已知函數(shù)
f(x)-xsinx>COSTt17arg(i)=
(1)當(dāng)d=6時(shí),求函數(shù)f&J在%叫上的極值;
⑵用max益揖表示心篇中的最大值,記函數(shù)力⑴=maxAYx^gGZ7G)以討
論函數(shù)力在⑥+8)上的零點(diǎn)個數(shù).
【變式5-1]4.(2023?四川南充?統(tǒng)考三模)已知函數(shù)?")=三
烈工)二10其中e為自然對數(shù)的底數(shù).
⑴當(dāng)a力時(shí),求函數(shù)/(a的極值;
⑵用max{珥力表示n,/中的最大值,記函數(shù)用力二maxtfl?,ajr)}6r>0人當(dāng)
己是(時(shí),討論函數(shù)A(力在(。/8]上的零點(diǎn)個數(shù).
題型6同構(gòu)法解零點(diǎn)問題
【例題6](2022秋-重慶沙坪壩-高三重慶市鳳鳴山中學(xué)??茧A段練習(xí))1.己
知函數(shù)iW二況”Tn("0+lna-g
(1)若Hx)在x=0處取得極值,求日的值及函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)請?jiān)谙铝袃蓡栔羞x擇一問作答,答題前請標(biāo)好選擇.如果多寫按第一個計(jì)分.
①若Hx)2的成立,求日的取值范圍.
②若Hx)僅有兩個零點(diǎn),求后的取值范圍.
【變式6-111.(2021秋?重慶渝中?高二重慶巴蜀中學(xué)校考階段練習(xí))已知
函數(shù)0X)=-/(¥WR.
(1)選擇下列兩個條件之一:鏟=:;②^二人判斷乂力在區(qū)間0?叼是否存
在極小值點(diǎn),并說明理由;
(2)已知酬24設(shè)函數(shù)式力二雙力?皿1110111)?若在區(qū)間9+8]上存在零點(diǎn),
求實(shí)數(shù)笈的取值范圍.
【變式6-1]2.(2020秋?湖南?高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù)
f(x)-&鏟TnG+力+Ina-J
(1)若3二,求函數(shù)的極值;
(2)若函數(shù)力,有且僅有兩個零點(diǎn),求a的取值范圍.
【變式6-1]3.(2021秋?重慶南岸-高三重慶市第十一中學(xué)校??茧A段練習(xí))
已知H0=xln"牙
⑴若函數(shù)僅力二以力打cosx-sin¥-xln”戰(zhàn)(“事上有i個零點(diǎn),求實(shí)數(shù)&
的取值范圍.
⑵若關(guān)于,的方程尸/"二Hx)有兩個不同的實(shí)數(shù)解,求日的取值范
圍.
【變式6-1】4.(2021春?江蘇-高三專題練習(xí))己知函數(shù)"
(1)若函數(shù)V二Ax)在(〃口上單調(diào)遞減,求d的取值范圍;
(2)若函數(shù)V=手(1)在定義域內(nèi)沒有零點(diǎn),求石的取值范圍.
題型7零點(diǎn)差問題
【例題7】(2023秋?河南-高三校聯(lián)考開學(xué)考試)H了)
有兩個零點(diǎn)口F乂幾(匕).
(1)3=0時(shí),求加勺范圍;
⑵6=7且#=時(shí),求證:x,<2>[7T4.
【變式7-1]1.(2023秋?河北衡水-高三??奸_學(xué)考試)已知函數(shù)
/(x)-ln(x*J),*x)=HJT)+丸:其中aEj.
(1)求過點(diǎn)(-1,-八且與函數(shù)a%)的圖象相切的直線方程;
⑵①求證:當(dāng)儲。時(shí),
②若函數(shù)俱X)有兩個不同的零點(diǎn)"七,求證:%一"“后寫T
【變式7-1】2.(2022?全國-高三專題練習(xí))設(shè)“6”.+而又為乙
(1)如果g3>二£仆1-劣一1在^二2處取得最小值-£求FGJ的解析式;
⑵如果加“<加加/£〃人力力的單調(diào)遞減區(qū)間的長度是正整數(shù),試求萬和元的
值.
【變式7-113.(2023秋?河南?高三河南省實(shí)驗(yàn)中學(xué)校考開學(xué)考試)已知函
數(shù)f3)-1就-2x+7+In住+力能//
⑴求曲線C;y二f在點(diǎn)尸”,刀處的切線方程;
(2)求證:函數(shù)力力存在單調(diào)遞減區(qū)間乙,6」,并求出單調(diào)遞減區(qū)間的長度,二6-a
的取值范圍.
【變式7-1]4.(2023春?上海黃浦?高三格致中學(xué)??奸_學(xué)考試)已知關(guān)于
X的函數(shù)夕二與力+b優(yōu)b£⑼在區(qū)間D上恒有
f(x)h(x)N.
(1)若/(力二/*20“jr)h/+2r,D=(…,,⑴,求h(x)的表達(dá)式;
(2)若"x)=F7+1,h(i)=ki-ktD=(Q,+⑼,求k的取
值范圍;
(3)若
f(i)-x/-2tfg(x);&萬⑨二4(N-W6)?
D-|jan\U[-、反方,求證:門-mWC.
題型8割線法切線法與零點(diǎn)
【例題8](2020?安徽合肥?高三統(tǒng)考階段練習(xí))已知函數(shù)二一(e為自
然對數(shù)的底數(shù)).
(1)求函數(shù)的零點(diǎn)孔,以及曲線/二在X二九處的切線方程;
⑵設(shè)方程燈/二次(用)”有兩個實(shí)數(shù)根丸,打,求證:同一方?《2-水1”).
【變式8-111.(2020?湖北武漢?統(tǒng)考二模)己知函數(shù)Hx)=(L-x)lm"為
自然對數(shù)的底數(shù)).
(1)求函數(shù)汽1)的零點(diǎn),以及曲線/二孔》)在其零點(diǎn)處的切線方程;
(2)若方程Hx)二M加土⑦有兩個實(shí)數(shù)根"求證:1肛一七|<…T.
【變式87】2.(2017?山西臨汾?統(tǒng)考一模)已知函數(shù)=
(1)求曲線K=f㈤在原點(diǎn)處的切線方程;
(2)若打力一打+u2(恒成立,求實(shí)數(shù)日的取值范圍;
(3)若方程二m彷W另有兩個正實(shí)數(shù)根右廣,求證:萬/<"加".
[變式8-1]3.(2021秋?山東泰安?高三統(tǒng)考期中)已知函數(shù)
Hx)=(x-7)ln("7),曲線y^f{x}在點(diǎn)(Z。處的切線方程為
y=kx+b〈k,b£R).
(1)求兌方的值;
⑵證明:力力?kx+b;
(3)若函數(shù)用力二Hx)+成而GR)有兩個零點(diǎn)七,七,證明:?乃一町IW7-郡-4.
【變式8T】4.(2022?江西?校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知函數(shù)貝外二(了+】)(-一刀.
(1)求?x)在點(diǎn)(-,?-/))處的切線方程;
(2)若方程立力二峭兩個實(shí)數(shù)根土,毛,且?。ㄒ宰C明孫一孫巖+£.
1.(2023?湖北黃岡?黃岡中學(xué)??既#┘褐瘮?shù)
真力-xsinx*cos"己耳云JT)-jin-
⑴當(dāng)時(shí),求函數(shù)Hx)在I-nJ穴1上的極值;
(2)用max的力表示血力中的最大值,記函數(shù)A(力二討論
函數(shù)加力在+8)上的零點(diǎn)個數(shù).
2.(2023-河南?校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知函數(shù)Hx)=加2a.
⑴求曲線V=f(力在點(diǎn)"痛處的切線方程;
⑵討論函數(shù)用了)=IHx)-H--的零點(diǎn)個數(shù).
3.(2023?廣東揭陽???级#┮阎瘮?shù)五?二lnx-以
(1)討論火幻的單調(diào)性;
(2)若三,xj,(x:(七)是的兩個零點(diǎn).證明:
⑴孫?“片
、4
(ii)外一
4.(2021?山東濰坊?統(tǒng)考三模)設(shè)函數(shù)=xlnx.
(1)求曲線V二f")在點(diǎn)(夕2,川夕明處的切線方程;
(2)若關(guān)于5的方程力力~有兩個實(shí)根,設(shè)為無,毛(不《々),證明:
2
Xj-Xi<1+2a+e'.
5.(2022?全國?統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù)二〃
(1)當(dāng)d=6時(shí),求的最大值;
⑵若fW恰有一個零點(diǎn),求a的取值范圍.
6.(2022?全國?統(tǒng)考高考真題)己知函數(shù)=
(1)若?x)認(rèn)求a的取值范圍;
(2)證明:若W力有兩個零點(diǎn)七,元,則,打(7.
7.(2022?全國?統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù)Nx)=ln(1fX)?d"-'
(1)當(dāng)3=7時(shí),求曲線V二f(x)在點(diǎn)(。咒如處的切線方程;
⑵若★*)在區(qū)間各恰有一個零點(diǎn),求a的取值范圍.
8.(2021?全國?統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù)二G
(1)討論力篦的單調(diào)性;
(2)從下面兩個條件中選一個,證明:打刀只有一個零點(diǎn)
①:“與46)2a;
②。《己心bW2a
9.(2020?浙江?統(tǒng)考高考真題)已知】<aW2,函數(shù)Hx)=其中
e=2.71828…為自然對數(shù)的底數(shù).
(I)證明:函數(shù)V=f(力在0,+8)上有唯一零點(diǎn);
(II)記x0為函數(shù)P二武力在自,+R)上的零點(diǎn),證明:
(i)\a-1WxjW1八
(ii)xj(戶)孑I)e.
10.(2020?全國?統(tǒng)考高考真題)設(shè)函數(shù)"幻二/"x+c,曲線/二7色1在點(diǎn)
(1f&)處的切線與y軸垂直.
(1)求b.
(2)若盾一個絕對值不大于1的零點(diǎn),證明:所有零點(diǎn)的絕對值都不
大于1.
11.(2020?全國?統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù)
(1)討論力力的單調(diào)性;
(2)若力力有三個零點(diǎn),求/的取值范圍.
【答案】(1)詳見解析;(2)?一.
【分析】(1)fG)=3/-A,9分kW(和42C兩種情況討論即可;
(2)fGJ有三個零點(diǎn),由(I)知且【f?〈。,解不等式組得到4的
范圍,再利用零點(diǎn)存在性定理加以說明即可.
12.(2019?江蘇?高考真題)設(shè)函數(shù)f3*二(x-a)(X-b)(X-c)t瓦"CER,
尸①為f(x)的導(dǎo)函數(shù).
(1)若a=b=c,f(4)=8,求a的值;
(2)若aWb,b=c,且f(x)和f"’的零點(diǎn)均在集合中,求f(x)
的極小值;
(3)若a=0,0(bZc-J,且f(x)的極大值為M,求證:
參考答案與試題解析
重難點(diǎn)專題11導(dǎo)數(shù)解答題之零點(diǎn)問題八大題型匯總
題型1一個零點(diǎn)問題...................................................1
題型2兩個零點(diǎn)問題...................................................2
題型3三個零點(diǎn)問題...................................................2
題型4判斷零點(diǎn)個數(shù)...................................................3
題型5最值函數(shù)的零點(diǎn)問題............................................4
題型6同構(gòu)法解零點(diǎn)問題...............................................5
題型7零點(diǎn)差問題.....................................................6
題型8割線法切線法與零點(diǎn)............................................8
題型1一個零點(diǎn)問題
【例題1】(2024秋?重慶?高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù)
*x)-r£R)
(1)討論Hi)的單調(diào)性;
⑵若函數(shù)烈力二武力在區(qū)間a+8)上恰有一個零點(diǎn),求如勺取值范圍.
【答案】(1)答案見解析
⑵a<-u
【分析】(1)討論參數(shù)a,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性;
(2)問題化為㈤鏟人在(,?8)上僅有一個解,構(gòu)造
雄但"Mnj-c利用導(dǎo)數(shù)研究其在E?8)的單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在性判
斷區(qū)間零點(diǎn)個數(shù),即可求參數(shù)范圍.
【詳解】(1)由,⑶二:?。二V,且xe(Q,+8),
當(dāng)a>19則f⑶M此時(shí)W力在S,.8)上遞增;
當(dāng)則°<刀<-%寸,,(公)0,即Hx)在e上遞增;
nV時(shí),/(X)<6,即立尸)在上遞減;
綜上,a"Hx)在像,8)上遞增;
a”,Hx)在e一上遞增,在'吃?8)上遞減.
eJ
(2)由題設(shè)爪X)二alM-;*二二0在E+8)上僅有一個解,
所以"lrLr-e+鏟二碓(1,?8)卜僅有一個解,
令&W-5xlnx-e+巴則(x)-a(\x\x^l)ie.
當(dāng)a24時(shí),/30。恒成立,此時(shí)@仆1遞增,旦e3b雄⑴二G,
所以@㈤二。在"*8]上無解.;
當(dāng)時(shí),令二。6d二aln"e”,a,貝彼G)二三~,
令h(x)=a+xB”,則百/二G+"e”0,即力⑴遞增,則方力①二a+c,
i.當(dāng)?eW“C時(shí),h(x)〉G,即O'3Ms亙成立,即03二。‘如遞增,
所以6'⑴=e+aM,故?、龠f增,此時(shí)@.二。在(/,8)上無解;
ii.當(dāng)3<-e時(shí),h⑴=a+e",片趨向正無窮時(shí)力.趨向正無窮,則
3xcE億,8/1使方二Q
億"上微"4即?31“。出遞減;
(力+8)上方/,。即。'⑴乂,?⑨遞增;
由。;Jr"<&x趨向正無窮時(shí)巾",趨向正無窮,
所以。在(L尸/恒負(fù),在(x>,8)上存在一個零點(diǎn)工,
故2上。G)=⑴《0,0①遞減;
,8)上。出)=遞增;
由于@夕)二。x趨向正無窮時(shí)/仆1趨向正無窮,
所以。W在2Xj上恒負(fù),(玉,+8)上僅有一個零點(diǎn),此時(shí)滿足題設(shè);
綜上,a<-e.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:第二問,問題轉(zhuǎn)化為"】mr-e+鏟二。在。?8)上僅有一
個解,構(gòu)造中間函數(shù)并應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究零點(diǎn).
【變式1-111.(2023?河北保定?河北省唐縣第一中學(xué)校考二模)已知函數(shù)
Wx)二(,"為廣+廠:犯其中常數(shù)3G人已是自然對數(shù)的底數(shù).
⑴若”7,求*力的最小值;
⑵若函數(shù)式力二Kx)-&os】恰有一個零點(diǎn),求a的值.
【答案】(1H
⑵kJ
【分析】(1)根據(jù)題意,求導(dǎo)得令"x)=f'(x),然后分尸與尸>-:討
論,即可得到結(jié)果;
(2)根據(jù)題意,由條件可得0是函數(shù)烈刀)的一個零點(diǎn),構(gòu)造網(wǎng)力二g'(x),分
3+a","a〉G以及""悶論,再結(jié)合(1)中的結(jié)論,即可得到結(jié)果.
【詳解】(1)當(dāng)尸7時(shí),犬力=("為貝
f。工、
記用力-/(J),則5(j)二
①當(dāng)尸W-J時(shí),("9e*W£,2x-3W-?,可得f(幻”,可知函數(shù)犬》)在區(qū)
間58,上單調(diào)遞減;
②當(dāng)時(shí),("4QM,萬(x))0,可知函數(shù)用力單調(diào)遞增,又由灰。二C,
可知當(dāng)-3<x<,時(shí),A(x)<0;
當(dāng)不乂時(shí),用力乂,可知函數(shù)升工)在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間'8)上
單調(diào)遞增,
由①②知函數(shù)汽力的減區(qū)間為(-8,仍,增區(qū)間為(0,+00],故有
A^)am~-^(0二2;
(2)因?yàn)楹瘮?shù)用力二武力一次osjf合有一個零點(diǎn),
且烈。二。0是函數(shù)用》)的一個零點(diǎn),又g'(x)二("①。?2""2siru,
不妨設(shè)汽x)=g'(x),函數(shù)定義域?yàn)榱?,貝?x)=("4把"2+%。",
當(dāng)x>-4時(shí),x+4〉G,又u"0,2+2cosx26,
所以("介er2d2cosx)給(-£,8)1亙成立,
則函數(shù)在(-£+8)上單調(diào)遞增,即函數(shù)g'(x)在L4,,8)上單調(diào)遞增,
又g(6=3+%
當(dāng)時(shí),可得g'(?!埃业兑?8時(shí),g'a)乂,
則存在Q£(。*8),使得g'(。)力,此時(shí)在(〃勿上,有屋(外”,
在(上,g'(外,0,故烈X)在上為減函數(shù),在(aJ8]上為增函數(shù),
故當(dāng)不。)時(shí),用X)<式6=0,而刀一,8時(shí),烈力一,8,
故式方在/8)上存在一個零點(diǎn),
則此時(shí)函數(shù)式力至少存在兩個零點(diǎn),乂因?yàn)?是函數(shù)式力的唯一零點(diǎn),故不符合
題意;
當(dāng)時(shí),可得g'(0乂,又g'(一分=-eT-8-"%ina0,
所以在區(qū)間(一名①上存在一點(diǎn)亂使得g'(6)M
故當(dāng)在(6,0上,有?⑶*,在(-46)上,有3")“
故俱工)在(氏功上為增函數(shù),在(-4,6)上為減函數(shù),
故當(dāng)不£(瓦。時(shí),俱力而當(dāng)不一一8時(shí),Hx)一/8,
故此時(shí)函數(shù)儀X)在(-8,仍上至少存在一個零點(diǎn),
又因?yàn)?是函數(shù)以X)的唯一零點(diǎn),故不符合題意;
當(dāng)二,時(shí),即d二時(shí),由(1)知,當(dāng)時(shí),函數(shù)用力取得最小值,
最小值爪0=R0-&os。=Q
當(dāng)尸H£時(shí),因?yàn)榱襃)符合題意.
綜上,滿足條件的&值為一:.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:知道函數(shù)零點(diǎn)的個數(shù),要求參數(shù)的取值范圍,需結(jié)合導(dǎo)致的
符號和函數(shù)的單調(diào)性來處理,分類討論時(shí)注意利用已有的確定零點(diǎn)來確定一段范
圍上的函數(shù)值的符號
【變式1T】2.(2023秋?江西?高三統(tǒng)考開學(xué)考試)已知函數(shù)
Hx)=x("Inx)-ax"(ae吊.
⑴當(dāng)3二弓時(shí),求曲線y二f(x)在點(diǎn)(七汽力)處的立線方程;
(2)若H*)在+8)上僅一個零點(diǎn),求a的取值范圍.
【答案】⑴=0
⑵(。力.
【分析1(1)由a=6得到?x)=Gru,利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求解:
(2)將問題轉(zhuǎn)化為"Inx-"二。在(1/8)上僅有一個實(shí)數(shù)解,設(shè)
9jJ—.
a
烈x)-Inx-ax*a(x>2),求導(dǎo)g⑶=;-~~f,分aW&3》,,0<a(J討
論求解.
【詳解】(1)解:當(dāng)己二C時(shí),XJT)-Hru,所以五乃二。,即切點(diǎn)為(Z0
又則H力二Ini+1二7,
故曲線V二/'(力在?力力)處的切線方程為V-。二」(工一4,
(2)由題意知,方程X/lnjr)—-二6在"+8】上僅有一個實(shí)數(shù)解,
則方程J’Inz-四二〃t(J,,8)上僅有一個實(shí)數(shù)解.
設(shè)烈力-lnx-ax/a(j>2],則g⑶二;打二一,
當(dāng)aW4時(shí),g'Cr)>0,所以式x)在(,*8)上單調(diào)遞增,
又二ln】?"a=。所以O(shè)時(shí)[力乂,則式x)在(L+8]上沒有零點(diǎn);
當(dāng)時(shí),時(shí),則g'(x)”,所以式力在"+8)上單調(diào)遞減,
又對力二。所以"力”,則d外在(L+8)上沒有零點(diǎn);
當(dāng)時(shí),PA當(dāng)X*(工3時(shí),g'cr)》4當(dāng)X*8+8)時(shí),廠⑶女,
所以式力在(Z=)上單調(diào)遞增,在?8)上單調(diào)遞減,
則g(3"g(7)=4所以式X)在(上口上無零點(diǎn).
設(shè)用工)二鏟-成工20),則方'(>)=所以從工)〉卜助二1,
則u”凡所以
設(shè)火力0),則&'(外二e”-2凡
令成工)=e*-2r(x>0),貝加(x)=e*-2,
當(dāng)不£(。1必,/(X)(0,
所以戚工)在(〃ln9上單調(diào)遞減,在(InZ,8)上單調(diào)遞增,
則減X)學(xué)“In歷=2一且02=1口,乂,即”(幻,6,
所以e3在(。/8)上單調(diào)遞增,
又雄(。二。所以&(力乂,則尸-1>廣,所以怎一八三貝"■云?:,
又入(;"8)則g同―?比:,―(-鄉(xiāng),卬,
又烈工)在G+8)上單調(diào)遞減,且g(:”q
所以虱力在尼,?8)上有且僅有一個零點(diǎn).
綜上可知,己的取值范圍為力.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:代力在"+8)上僅一個零點(diǎn),即方程乂在
(,,8)上僅有一個實(shí)數(shù)解,構(gòu)造函數(shù)用了)二lnx-a"8aX),求導(dǎo)
g(x)-;-J-分iW4,a10<a<1,討論函數(shù)的圖象在"+8)上與
X軸有唯一的交點(diǎn)而得解.
【變式1-1]3.(2023春?江西贛州?高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù)
Hx)=/-2Mnx一戒.
(1)當(dāng)時(shí),若0>)的最小值為Z求實(shí)數(shù)》的值;
⑵若存在a三卜,a|,使得函數(shù)大外恰有一個零點(diǎn),求實(shí)數(shù)力的取值范圍.
【答案】⑴七二7
⑵卜』,4
【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)可求得式外的單調(diào)性,由此確定最值點(diǎn),利用最小值可構(gòu)
造方程求得如勺值;
(2)利用導(dǎo)數(shù)可求得?x)的單調(diào)性,結(jié)合"外僅有一個零點(diǎn)可構(gòu)造關(guān)于&妁勺方
程,采用分離變量的方式,將問題轉(zhuǎn)化為°二—有解;構(gòu)造函數(shù)
式司二手(。WaW>」),利用導(dǎo)數(shù)可求得用?的單調(diào)性和最值,由此可確定用團(tuán)
的取值范圍,從而得到結(jié)果.
【詳解】(1)當(dāng)己二7時(shí),Hx)='-Nru-,,
:'Hx)的定義域?yàn)椋ǎ?8),f'a)二a一二二與二半三,
?:當(dāng)不£(。刀時(shí),/(X)<0.當(dāng)Xe(z+8)時(shí),/(J)^0;
?:Hx)在(,力上單調(diào)遞減,在JJ8]上單調(diào)遞增,
二H,解得:b二-工
⑵當(dāng)a?[e川時(shí),f&)為Y=M佇"W
?:當(dāng)x£(ay)時(shí),/(X)(Q.當(dāng)4£(北*8)時(shí),,(外)4
?:代外在(。、團(tuán)上單調(diào)遞減,在(乃+8]上單調(diào)遞增;
?:?(x)BXB-f{yja)=a-2tHn?-/6二a-alna-t^L
若Hx)恰有一個零點(diǎn),則?力.十二4
.:6二二要二號在ae[e,e4時(shí)有解,
設(shè)山)二弓GWaWe。則/(a)二上野二號,
,:當(dāng)3£|e,e。時(shí),g\a)<6;當(dāng)時(shí),g'(a),0;
?:g(亦4匕。7)上單調(diào)遞減,在炭|上單調(diào)遞增,
?:烈=£(刁-^Jr-T,式力二1二max屈電水嘰
z\/-1&?//n/-lw,3
又水)二丁二,M功二-^二一3?:g(x)z=4
?:gU)e|-id?:實(shí)數(shù)上的取值范圍為|?%4
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:本題考查根據(jù)函數(shù)最值求解參數(shù)值、利用導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)零點(diǎn)
個數(shù)的問題;根據(jù)零點(diǎn)個數(shù)求解參數(shù)范圍的基本思路是通過導(dǎo)數(shù)確定函數(shù)的單調(diào)
性,進(jìn)而根據(jù)零點(diǎn)個數(shù)確定最值與零的大小關(guān)系,由此構(gòu)造方程或不等式來求解.
【變式1T】4.(2。23?河南開封?統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知函數(shù)貝X)二1一”.
(1)若函數(shù)胃X)的圖象與直線夕二工一」相切,求實(shí)數(shù)的勺值;
⑵若函數(shù)用力二式力一]?[有且只有一個零點(diǎn),求實(shí)數(shù)&的取值范圍.
【答案】(1)今;
【分析】(1)設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線的斜率,進(jìn)而列出關(guān)于
石的方程組,解之即可:
(2)由題意可得二。只有一個根,易知xH,,可轉(zhuǎn)化為v;與與
?“一■力
川力二寸的圖象只有一個交點(diǎn),根據(jù)導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)用力的單調(diào)性,數(shù)形結(jié)合即
可求
【詳解】(1)設(shè)直線y=x一1與函數(shù)Hx)的圖象相切于點(diǎn)“乃匕),
因?yàn)椋?x)=
e“。2"o=l①
夕.二孫一咫
Iy-,由②③可得二%一額,易知七聲,.
?%一。七?/9
由①得"五,代入④可得鏟"工.
gp2^-10--2,即(2-xo)e町二%-£解得x°=2
x/fi*xo-2x0
故”WT.
(2)令式x)=Hx)-J+7=C,可得u“-4*-"[=C,
由題意可得e,-a/-"7二?只有一個根.
易知x二0不是方程二C的根,所以
所以由二“可得&二一^.
設(shè)/丫)二三;,則y二與與父工)二三;的圖象只有一個交點(diǎn).
當(dāng)x£(-8,0時(shí),h⑶〉0,函數(shù)A(力單調(diào)遞增;
當(dāng)尸£(。?時(shí),A^x)<0,函數(shù)杈%)單調(diào)遞減;
當(dāng)?shù)丁?2,8)時(shí),分(力乂,函數(shù)A(x)單調(diào)遞增.
設(shè),(x)二鏟一"7,貝,(x)二17,
當(dāng)xE(-8,。時(shí),八幻”,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減;
當(dāng)x£(。+8)時(shí),/⑺乂,函數(shù)?(x)單調(diào)遞增.
所以fCr)2,(。二2
所以2)二手,4
又以?二二一,F(xiàn)—你t用力一+8,不一.8時(shí),*力一’8,
畫出函數(shù)與工)的圖象如圖所示:
由圖可知,若夕二3與公力二手的圖象只有一個交點(diǎn),
則0"嚀
所以實(shí)數(shù)如勺取值范圍是(°寧).
題型2兩個零點(diǎn)問題
【例題2](2023秋?全國-高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù)Hx)=Nnx+町
(3―).
⑴若Hx)W(在)8)上恒成立,求a的取值范圍:
(2)設(shè)烈外二r,,后為函數(shù)景外的兩個零點(diǎn),證明:xMl.
【答案】⑴卜8,T
⑵證明見解析
【分析】(1)參變分離,將問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)最值問題,利用導(dǎo)數(shù)求解可得;
(2)將方程聚力入化為/?三^?戶4構(gòu)造函數(shù),*)二/-r-2,利用導(dǎo)數(shù)
討論其單調(diào)性,可知x:“<孫,構(gòu)造差函數(shù)可證.
_Tlu
【詳解】(1)若HDW7在,8)上恒成立,即aW-丁,
令“力——,所以U⑶----------k,
所以當(dāng)0<x<e時(shí),u(x)<£,當(dāng)邙寸,爐⑶乂,
所以認(rèn)X)在(。切上單調(diào)遞減,在(a/8)上單調(diào)遞增,
所以認(rèn)X)皿?⑹
.
所以即a的取值范圍是(?8.T.
(2)令用力二。即N^?^二,
令苗力二人手,,則/⑴必-修二吟二,
令Xx)=/*】nxr,所以r")二3/1乂,所以《外在.8止單調(diào)遞增,
又X乃二Q所以當(dāng)?!埃〞r(shí),Xx)〃,所以方'⑶
當(dāng)X”時(shí),耳力乂,所以方7打乂,
所以用力在(。力上單調(diào)遞減,在(I,+8)上單調(diào)遞增.
不妨設(shè)心",則0<刀<】<以0<7,<2.
因?yàn)閰残。┒剑▽O)二G,
所以也一㈢")-啕?叫-導(dǎo)軟,
=(,"?)-("-/2n功
設(shè)函數(shù)0(*)"->癡(1〃),貝“⑶4TY二呼乂在(小8)上恒
成立,
所以03在QJ8)上單調(diào)遞增,
所以'⑷=%-3-0n36⑴=。,
所以A(%)-也)叫即“盯)〉》(9
又函數(shù)Mx):三--1?£在(〃7)上單調(diào)遞減,
所以"勺<£",所以
【點(diǎn)睛】難點(diǎn)點(diǎn)睛:本題屬于極值點(diǎn)偏移問題,本題難點(diǎn)主要在于構(gòu)造差函數(shù)
*盯)-?(3,然后利用導(dǎo)數(shù)討論其單調(diào)性,利用單調(diào)性可證.
【變式2-1】1.(2023秋?湖南長沙?高三長郡中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))證明下
面兩題:
(1)證明:當(dāng)時(shí),eJ>?;
(2)當(dāng)°2。時(shí),證明函數(shù)七)二三3(lnxr)有2個不同零點(diǎn).
【答案】(1)證明見解析
⑵證明見解析
【分析】(1)首先設(shè)函數(shù)式力二1一),利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,以及函數(shù)
的最小值,即可證明;(2)首先求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)'⑶=Ur)仁七),并且判斷函
數(shù)的單調(diào)性和最值,并結(jié)合零點(diǎn)存在性定理,即可證明零點(diǎn)個數(shù).
【詳解】(1)令烈x)二鏟-V,其中則g'(x)=l-2,
令火力二『-2九則。
所以雄(力在JJ8]上單調(diào)遞增,所以
所以烈x)在(1,+8]上單調(diào)遞增,g(x)故當(dāng)時(shí),
(2)函數(shù)代力的定義域?yàn)椋ā?8),
住7)=孑。?
因?yàn)閍”。,三七)。,令,⑶乂,得。<工",令"幻",得d,
所以?x)在(。力上單調(diào)遞增,在*8]上單調(diào)遞減,
所以H*)有最大值二:?£.
當(dāng)。時(shí),真力乂,
令A(yù)(力二lnx-"Z則力'(X)=:,二U則嵐力在(。力上單調(diào)遞增,
在(1J8)上單調(diào)遞減,所以力/3二方⑺-6,所以*x)-Inx-x^JWC,
因此當(dāng)°1時(shí),Ina-aj,Ha)二三七Qn"a)弓一戶打仁-力
因?yàn)樗詄"Z于是
又*力在(。力上單調(diào)遞增,W力乂,且°
所以H*)在(。為上有唯一零點(diǎn).
(如沁二士??-alna-j
由⑴因?yàn)榍遆,所以爐乂3,即方",
/(-)-A-alna-1<a-alna-j
所以.7^
由Inx—x+JWl,得<4即—Ina—:+7<。,得a-血na_/(C,
于是也)<。
又w力>4:Mw力在a?8)上單調(diào)遞減,
所以Hx)在a,+8]上有唯一零點(diǎn).
故°時(shí),代力有兩個零點(diǎn)
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:本題考查利用導(dǎo)數(shù)證明不等式,以及零點(diǎn)問題,第一問需求
二次導(dǎo)數(shù),結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性和最值,即可證明:第二問的難點(diǎn)是利用零點(diǎn)存在
性定理證明",需構(gòu)造函數(shù).
【變式2-1]2.(2022秋?廣東東莞-高三??茧A段練習(xí))已知函數(shù)
f(x)-atJ-In(xH)?Ina-J.
(1)若d二,求函數(shù),’力的單調(diào)區(qū)間及極值;
⑵若函數(shù)fGJ有且僅有兩個零點(diǎn),求實(shí)數(shù)砧勺取值范圍.
【答案】(D單調(diào)遞減區(qū)是為<一1a,單調(diào)遞增區(qū)間為@+8),極小值
f(o)=ot無極大值
⑵0d.
【分析】(1)運(yùn)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性及極值.
(2)f(x)^0naerina=ln6r?力?/?=>aex*ln(aejrJ-ln(jr*7^*6r+〃
構(gòu)造函數(shù)力〃,二r+lnl研究其單調(diào)性可得弟*二刀+2在.8/上有
兩個交點(diǎn),再運(yùn)用導(dǎo)數(shù)研究$自)二三(刀”一力的單調(diào)性進(jìn)而可得圖象即可求得
結(jié)果.
【詳解】⑴當(dāng)&二】時(shí),心力7,定義域?yàn)閞-z+8,,
則/⑷:鏟-9,
顯然在,7,上單調(diào)遞增,且f(Q)二Q,
所以當(dāng)時(shí),F(xiàn)(x)<Of/YiJ單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),f(i)>Gy/Y#單
調(diào)遞增.
所以廣外的單調(diào)遞減區(qū)為單調(diào)遞增區(qū)間為⑥+8人
打刀在尸。處取得極小值打力二6,無極大值.
(2)因?yàn)楹瘮?shù)有兩個零點(diǎn),即ffx)二C有兩個解,即無“+ln。二】+7
有兩個解,
所以無”=lnCx*I)+jr,7有兩個解,即
x1^ln(aex?-In(x^l)+”有兩個解,
設(shè)”“Flnl,則力'〃"]七,4所以方⑴在他+8)上單調(diào)遞增,
猶"="7(X>-J)有兩個解,即k三(X2一])有兩個解.
令S(x)二三(x〉-l),則s⑴:一3,
當(dāng)XWf-工勿時(shí),S(2)>Q,sG單調(diào)遞增;當(dāng)Xw(0,+8)時(shí),s'⑴(0,
$(川單調(diào)遞減.
又因?yàn)?4S(O)=1,當(dāng)X趨近于正無窮時(shí),sGJ趨近于零,
所以S「#圖象如圖所示,
-1OX
所以。<a".
【點(diǎn)睛】同構(gòu)法的方法點(diǎn)睛:
①乘積型,如比'Wbl址可以同構(gòu)成況'W(InB九:叱進(jìn)而構(gòu)造函數(shù)二X1;
②比商型,如二W4可以同構(gòu)成三W±,進(jìn)而構(gòu)造函數(shù)力/二三;
③和差型,如1±dWb土1由,同構(gòu)后可以構(gòu)造函數(shù)f⑨二『土"或
f(x)=x±lnj
【變式2-1]3.(2023秋?貴州貴陽-高三貴陽一中??奸_學(xué)考試)已知函數(shù)
-lnx-/ln^,a>1,
(1)若函數(shù)h力在x二1處的切線的斜率為7-e,求實(shí)數(shù)a的值(e是自然對數(shù)的
底數(shù));
(2)若函數(shù)Hx)有且僅有兩個零點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】⑴
(2)(Le*)
【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求得尸二e,兩邊取對數(shù)結(jié)合換元法得
m?力rw=7,構(gòu)造函數(shù),利用復(fù)合函數(shù)研究單調(diào)性,從而求解即可;
(2)把問題轉(zhuǎn)化為Inx-/Ina=(有且僅有兩個大于1的實(shí)數(shù)根,構(gòu)造函數(shù)
網(wǎng)力二xlru,利用函數(shù)單調(diào)性得,二兒即Ina二二,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函
數(shù)的單調(diào)性,從而求解參數(shù)的范圍.
【詳解】⑴因?yàn)?力:所以f'(x)=,/(lna)j
又f'(力二1--e,所以“所以ln[4na)z]=lne,
gplna^^,n(lnd)-2,令m二Inz,則用21rwi?=1,
又因?yàn)間fW=疥+列ru在(。+8]上單調(diào)遞增,旦gd)二L所以加二1,
所以In",即a=e.
(2)因?yàn)楹瘮?shù)Hx)有且僅有兩個零點(diǎn),
所以Inx-囚二。有且僅有兩個大于o的實(shí)數(shù)根,
又力。&二111九則xyina=xlru,即jHndrlru,
令網(wǎng)x)=xlru,則r'(,)=Inx1,
由F'Cr)=0得尸=由個")儡由得
所以汽X)在i°:)上單調(diào)遞減,在(J?8)上單調(diào)遞增,
又汽/二月(功力),內(nèi)為”'(力二4所以kr,貝
即1na=3,令認(rèn)*)=三,則0'(力=手,
由0'(x)=G得刀二e,由0'(x)”0得。(尸由0'(幻"得
所以函數(shù)ax)在上單調(diào)遞增,在(a?8)上單調(diào)遞減,稅口二:
當(dāng)X無限趨近于0且為正數(shù)時(shí),口力無限趨向于負(fù)無窮大,
當(dāng)X無限趨向于正無窮大時(shí),口力無限趨向于0,
所以。所以故實(shí)數(shù)a的取值范圍為(1,司.
【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)化為研究兩函數(shù)圖象的交點(diǎn)問題;
(3)參變量分離法:由分離變量得出,將問題軍價(jià)轉(zhuǎn)化為直線與函數(shù)的圖象的
交點(diǎn)問題
【變式2-1]4.(2023秋?安徽合肥?高三合肥一中校聯(lián)考開學(xué)考試)已知函
數(shù)二死是自然對數(shù)的底數(shù)).
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
⑵若式力二無%x.。-ln*f(x)有兩個零點(diǎn),求實(shí)數(shù)d的取值范圍.
【答案】(1)答案見解析
⑵0<勺
【分析】(1)求得,但,對日進(jìn)行分類討論,由此求得Hx)的單調(diào)區(qū)間.
(2)原題意等價(jià)于a二;有兩個不同的實(shí)數(shù)解,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)
的單調(diào)性和極值,數(shù)形結(jié)合即可求解.
【詳解】(1)因?yàn)镠x)二兆,-1,所以f(x)=
當(dāng)aW4時(shí),,⑶(0,所以Hx)在R上單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),令Fer)20得x2-1na;令"得x<一】n&
所以Hx)在(-8,-In卻上單調(diào)遞減,在(-Ina+8)上單調(diào)遞增.
綜上,當(dāng)aW(時(shí),HXMER上單調(diào)遞減,無增區(qū)間;當(dāng)3”。時(shí),真》)在(?8,-Ind)
上單調(diào)遞減,在Lina,8)上單調(diào)遞增.
(2)由題意式力二況生*-。Tnjr,f(jr)-axe1-Inx-1-weJ-IntieOU>0]
有兩個零點(diǎn),
令公則,=("x)d乂在,8)上恒成立,所以xxe“在,8)
上單調(diào)遞增,
故”0,所以用x)二*”一3(此為兩個零點(diǎn)等價(jià)于7(。-Lin用兩個零點(diǎn),
ini工/]_mi
等價(jià)于8二二有兩個不同的實(shí)數(shù)解,等價(jià)于y:&與力有兩個交點(diǎn),
則力⑴二一,方'⑴)0得。(t<七夕⑴<0得于e,
所以方〃)二二在(。。)上單調(diào)遞增,在(a*50)上單調(diào)遞減,又方色,二?三,
h⑴二0,
當(dāng)t趨向于0且為正時(shí),趨向于負(fù)無窮大,當(dāng)I趨向于正無窮大時(shí),h《擔(dān)
向于0,如圖:
由圖可知,要使y二5與方〃)二%兩個交點(diǎn),則
所以實(shí)數(shù)石的取值范圍為°<&<:
題型3三個零點(diǎn)問題
【例題3](2023春?重慶九龍坡-高三重慶市育才中學(xué)校考開學(xué)考試)已知
扎1)二力ogJH-upG)0且aH1/,
(1)試討論函數(shù)Hx)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)all時(shí),若真刀)有三個零點(diǎn)與,打九
①求石的范圍;
②設(shè)與(必5,求證:3二+2力十月>%T.
【答案】(1)答案見解析
⑵①】②證明見解析
【分析】(1)去絕對值符號,
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