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第9講零點問題(新高考專用)目錄目錄【真題自測】 2【考點突破】 18【考點一】零點問題 18【專題精練】 33真題自測真題自測一、單選題1.(2023·全國·高考真題)函數(shù)存在3個零點,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.二、多選題2.(2024·全國·高考真題)設(shè)函數(shù),則(
)A.當(dāng)時,有三個零點B.當(dāng)時,是的極大值點C.存在a,b,使得為曲線的對稱軸D.存在a,使得點為曲線的對稱中心三、解答題3.(2024·北京·高考真題)設(shè)函數(shù),直線是曲線在點處的切線.(1)當(dāng)時,求的單調(diào)區(qū)間.(2)求證:不經(jīng)過點.(3)當(dāng)時,設(shè)點,,,為與軸的交點,與分別表示與的面積.是否存在點使得成立?若存在,這樣的點有幾個?(參考數(shù)據(jù):,,)4.(2022·天津·高考真題)已知,函數(shù)(1)求曲線y=fx在處的切線方程;(2)若曲線y=fx和y=g(i)當(dāng)時,求的取值范圍;(ii)求證:.5.(2022·全國·高考真題)已知函數(shù).(1)當(dāng)時,求的最大值;(2)若恰有一個零點,求a的取值范圍.6.(2022·全國·高考真題)已知函數(shù).(1)若,求a的取值范圍;(2)證明:若有兩個零點,則.7.(2022·全國·高考真題)已知函數(shù)(1)當(dāng)時,求曲線在點處的切線方程;(2)若在區(qū)間各恰有一個零點,求a的取值范圍.8.(2021·全國·高考真題)已知函數(shù).(1)討論的單調(diào)性;(2)從下面兩個條件中選一個,證明:只有一個零點①;②.參考答案:題號12答案BAD1.B【分析】寫出,并求出極值點,轉(zhuǎn)化為極大值大于0且極小值小于0即可.【詳解】,則,若要存在3個零點,則要存在極大值和極小值,則,令,解得或,且當(dāng)時,,當(dāng),,故的極大值為,極小值為,若要存在3個零點,則,即,解得,故選:B.2.AD【分析】A選項,先分析出函數(shù)的極值點為,根據(jù)零點存在定理和極值的符號判斷出在上各有一個零點;B選項,根據(jù)極值和導(dǎo)函數(shù)符號的關(guān)系進(jìn)行分析;C選項,假設(shè)存在這樣的,使得為的對稱軸,則為恒等式,據(jù)此計算判斷;D選項,若存在這樣的,使得為的對稱中心,則,據(jù)此進(jìn)行計算判斷,亦可利用拐點結(jié)論直接求解.【詳解】A選項,,由于,故時,故在上單調(diào)遞增,時,,單調(diào)遞減,則在處取到極大值,在處取到極小值,由,,則,根據(jù)零點存在定理在上有一個零點,又,,則,則在上各有一個零點,于是時,有三個零點,A選項正確;B選項,,時,,單調(diào)遞減,時,單調(diào)遞增,此時在處取到極小值,B選項錯誤;C選項,假設(shè)存在這樣的,使得為的對稱軸,即存在這樣的使得,即,根據(jù)二項式定理,等式右邊展開式含有的項為,于是等式左右兩邊的系數(shù)都不相等,原等式不可能恒成立,于是不存在這樣的,使得為的對稱軸,C選項錯誤;D選項,方法一:利用對稱中心的表達(dá)式化簡,若存在這樣的,使得為的對稱中心,則,事實上,,于是即,解得,即存在使得是的對稱中心,D選項正確.方法二:直接利用拐點結(jié)論任何三次函數(shù)都有對稱中心,對稱中心的橫坐標(biāo)是二階導(dǎo)數(shù)的零點,,,,由,于是該三次函數(shù)的對稱中心為,由題意也是對稱中心,故,即存在使得是的對稱中心,D選項正確.故選:AD【點睛】結(jié)論點睛:(1)的對稱軸為;(2)關(guān)于對稱;(3)任何三次函數(shù)都有對稱中心,對稱中心是三次函數(shù)的拐點,對稱中心的橫坐標(biāo)是的解,即是三次函數(shù)的對稱中心3.(1)單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為.(2)證明見解析(3)2【分析】(1)直接代入,再利用導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性即可;(2)寫出切線方程,將代入再設(shè)新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究其零點即可;(3)分別寫出面積表達(dá)式,代入得到,再設(shè)新函數(shù)研究其零點即可.【詳解】(1),當(dāng)時,f'x<0;當(dāng)x∈0,+在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.則的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為.(2),切線的斜率為,則切線方程為,將代入則,即,則,,令,假設(shè)過,則在存在零點.,在上單調(diào)遞增,,在無零點,與假設(shè)矛盾,故直線不過.(3)時,.,設(shè)與軸交點為,時,若,則此時與必有交點,與切線定義矛盾.由(2)知.所以,則切線的方程為,令,則.,則,,記,滿足條件的有幾個即有幾個零點.,當(dāng)時,,此時單調(diào)遞減;當(dāng)時,,此時單調(diào)遞增;當(dāng)時,,此時單調(diào)遞減;因為,,所以由零點存在性定理及的單調(diào)性,在上必有一個零點,在上必有一個零點,綜上所述,有兩個零點,即滿足的有兩個.【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題第二問的關(guān)鍵是采用的是反證法,轉(zhuǎn)化為研究函數(shù)零點問題.4.(1)(2)(i);(ii)證明見解析【分析】(1)求出可求切線方程;(2)(i)當(dāng)時,曲線和有公共點即為在上有零點,求導(dǎo)后分類討論結(jié)合零點存在定理可求.(ii)曲線和有公共點即,利用點到直線的距離得到,利用導(dǎo)數(shù)可證,從而可得不等式成立.【詳解】(1),故,而,曲線在點處的切線方程為即.(2)(i)當(dāng)時,因為曲線和有公共點,故有解,設(shè),故,故在上有解,設(shè),故在上有零點,而,若,則恒成立,此時在上無零點,若,則在上恒成立,故在上為增函數(shù),而,,故在上無零點,故,設(shè),則,故在上為增函數(shù),而,,故在上存在唯一零點,且時,;時,;故時,;時,;所以在上為減函數(shù),在上為增函數(shù),故,因為在上有零點,故,故,而,故即,設(shè),則,故在上為增函數(shù),而,故.(ii)因為曲線和有公共點,所以有解,其中,若,則,該式不成立,故.故,考慮直線,表示原點與直線上的動點之間的距離,故,所以,下證:對任意,總有,證明:當(dāng)時,有,故成立.當(dāng)時,即證,設(shè),則(不恒為零),故在上為減函數(shù),故即成立.綜上,成立.下證:當(dāng)時,恒成立,,則,故在上為增函數(shù),故即恒成立.下證:在上恒成立,即證:,即證:,即證:,而,故成立.故,即成立.【點睛】思路點睛:導(dǎo)數(shù)背景下零點問題,注意利用函數(shù)的單調(diào)性結(jié)合零點存在定理來處理,而多變量的不等式的成立問題,注意從幾何意義取構(gòu)建不等式關(guān)系,再利用分析法來證明目標(biāo)不等式.5.(1)(2)【分析】(1)由導(dǎo)數(shù)確定函數(shù)的單調(diào)性,即可得解;(2)求導(dǎo)得,按照、及結(jié)合導(dǎo)數(shù)討論函數(shù)的單調(diào)性,求得函數(shù)的極值,即可得解.【詳解】(1)當(dāng)時,,則,當(dāng)時,,單調(diào)遞增;當(dāng)時,,單調(diào)遞減;所以;(2),則,當(dāng)時,,所以當(dāng)時,,單調(diào)遞增;當(dāng)時,,單調(diào)遞減;所以,此時函數(shù)無零點,不合題意;當(dāng)時,,在上,,單調(diào)遞增;在上,,單調(diào)遞減;又,由(1)得,即,所以,當(dāng)時,,則存在,使得,所以僅在有唯一零點,符合題意;當(dāng)時,,所以單調(diào)遞增,又,所以有唯一零點,符合題意;當(dāng)時,,在上,,單調(diào)遞增;在上,,單調(diào)遞減;此時,由(1)得當(dāng)時,,,所以,此時存在,使得,所以在有一個零點,在無零點,所以有唯一零點,符合題意;綜上,a的取值范圍為.【點睛】關(guān)鍵點點睛:解決本題的關(guān)鍵是利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值與單調(diào)性,把函數(shù)零點問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的單調(diào)性與極值的問題.6.(1)(2)證明見的解析【分析】(1)由導(dǎo)數(shù)確定函數(shù)單調(diào)性及最值,即可得解;(2)利用分析法,轉(zhuǎn)化要證明條件為,再利用導(dǎo)數(shù)即可得證.【詳解】(1)[方法一]:常規(guī)求導(dǎo)的定義域為,則令f'(x)=0,當(dāng)單調(diào)遞減當(dāng)單調(diào)遞增,若,則,即所以的取值范圍為[方法二]:同構(gòu)處理由得:令,則即令,則故在區(qū)間上是增函數(shù)故,即所以的取值范圍為(2)[方法一]:構(gòu)造函數(shù)由題知,f(x)一個零點小于1,一個零點大于1,不妨設(shè)要證,即證因為,即證又因為,故只需證即證即證下面證明時,設(shè),則設(shè)所以,而所以,所以所以在單調(diào)遞增即,所以令所以在單調(diào)遞減即,所以;綜上,,所以.[方法二]:對數(shù)平均不等式由題意得:令,則,所以在上單調(diào)遞增,故只有1個解又因為有兩個零點,故兩邊取對數(shù)得:,即又因為,故,即下證因為不妨設(shè),則只需證構(gòu)造,則故在上單調(diào)遞減故,即得證【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題是極值點偏移問題,關(guān)鍵點是通過分析法,構(gòu)造函數(shù)證明不等式這個函數(shù)經(jīng)常出現(xiàn),需要掌握7.(1)(2)【分析】(1)先算出切點,再求導(dǎo)算出斜率即可(2)求導(dǎo),對分類討論,對分兩部分研究【詳解】(1)的定義域為當(dāng)時,,所以切點為,所以切線斜率為2所以曲線在點處的切線方程為(2)設(shè)若,當(dāng),即所以在上單調(diào)遞增,故在上沒有零點,不合題意若,當(dāng),則所以在上單調(diào)遞增所以,即所以在上單調(diào)遞增,故在上沒有零點,不合題意若(1)當(dāng),則,所以在上單調(diào)遞增所以存在,使得,即當(dāng)單調(diào)遞減當(dāng)單調(diào)遞增所以當(dāng),令則所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,又,,所以在上有唯一零點又沒有零點,即在上有唯一零點(2)當(dāng)設(shè)所以在單調(diào)遞增所以存在,使得當(dāng)單調(diào)遞減當(dāng)單調(diào)遞增,又所以存在,使得,即當(dāng)單調(diào)遞增,當(dāng)單調(diào)遞減,當(dāng),,又,而,所以當(dāng)所以在上有唯一零點,上無零點即在上有唯一零點所以,符合題意所以若在區(qū)間各恰有一個零點,求的取值范圍為【點睛】方法點睛:本題的關(guān)鍵是對的范圍進(jìn)行合理分類,否定和肯定并用,否定只需要說明一邊不滿足即可,肯定要兩方面都說明.8.(1)答案見解析;(2)證明見解析.【分析】(1)首先求得導(dǎo)函數(shù)的解析式,然后分類討論確定函數(shù)的單調(diào)性即可;(2)由題意結(jié)合(1)中函數(shù)的單調(diào)性和函數(shù)零點存在定理即可證得題中的結(jié)論.【詳解】(1)由函數(shù)的解析式可得:,當(dāng)時,若,則單調(diào)遞減,若,則單調(diào)遞增;當(dāng)時,若,則單調(diào)遞增,若,則單調(diào)遞減,若,則單調(diào)遞增;當(dāng)時,在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,若,則單調(diào)遞增,若,則單調(diào)遞減,若,則單調(diào)遞增;(2)若選擇條件①:由于,故,則,而,而函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,故函數(shù)在區(qū)間上有一個零點.,由于,,故,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性可知函數(shù)在區(qū)間上沒有零點.綜上可得,題中的結(jié)論成立.若選擇條件②:由于,故,則,當(dāng)時,,,而函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,故函數(shù)在區(qū)間上有一個零點.當(dāng)時,構(gòu)造函數(shù),則,當(dāng)時,單調(diào)遞減,當(dāng)時,單調(diào)遞增,注意到,故恒成立,從而有:,此時:,當(dāng)時,,取,則,即:,而函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,故函數(shù)在區(qū)間上有一個零點.,由于,,故,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性可知函數(shù)在區(qū)間上沒有零點.綜上可得,題中的結(jié)論成立.【點睛】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,而函數(shù)是高中數(shù)學(xué)中重要的知識點,所以在歷屆高考中,對導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用的考查都非常突出,對導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用的考查主要從以下幾個角度進(jìn)行:(1)考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,往往與解析幾何、微積分相聯(lián)系.(2)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,判斷單調(diào)性;已知單調(diào)性,求參數(shù).(3)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值(極值),解決生活中的優(yōu)化問題.(4)考查數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用.考點突破考點突破【考點一】零點問題一、單選題1.(2024·浙江杭州·模擬預(yù)測)若函數(shù)有且僅有兩個零點,則的取值范圍是(
)A. B.C. D.2.(2023·山東濟(jì)南·一模)函數(shù)(且)的零點個數(shù)為(
)A. B. C. D.3.(2023·河南洛陽·一模)已知函數(shù)的圖象上存在點,函數(shù)的圖象上存在點,且,關(guān)于軸對稱,則的取值范圍是(
)A. B.C. D.二、多選題4.(2024·湖北·一模)已知函數(shù)存在兩個極值點,且,.設(shè)的零點個數(shù)為,方程的實根個數(shù)為,則(
)A.當(dāng)時, B.當(dāng)時,C.一定能被3整除 D.的取值集合為5.(2024·云南昆明·模擬預(yù)測)已知函數(shù)(
)A.在上單調(diào)遞增 B.在上單調(diào)遞增C.在上有唯一零點 D.在上有最小值為6.(2024·山西臨汾·一模)已知函數(shù)在上可導(dǎo)且,其導(dǎo)函數(shù)滿足:,則下列結(jié)論正確的是(
)A.函數(shù)有且僅有兩個零點B.函數(shù)有且僅有三個零點C.當(dāng)時,不等式恒成立D.在上的值域為三、填空題7.(2024·福建龍巖·三模)已知函數(shù)有且只有一個零點,則ab的取值范圍為.8.(2024·陜西西安·一模)若不等式恒成立,則實數(shù)的取值范圍為.9.(2024·山東濟(jì)寧·一模)已知函數(shù)(且)恰有一個零點,則實數(shù)的取值范圍為.四、解答題10.(2024·廣東汕頭·三模)已知函數(shù).(1)若曲線在處的切線與軸垂直,求的極值.(2)若在只有一個零點,求.11.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知函數(shù).(1)求曲線在處的切線方程;(2)若,討論曲線與曲線的交點個數(shù).12.(2023·山西·模擬預(yù)測)已知函數(shù).(1)若,求實數(shù)的取值范圍;(2)若有2個不同的零點(),求證:.參考答案:題號123456答案ABAABBDAC1.A【分析】利用函數(shù)與方程的思想將函數(shù)有兩個零點轉(zhuǎn)化為函數(shù)與函數(shù)的圖象有兩個交點,求導(dǎo)并畫出函數(shù)的圖象求得切線方程,再由數(shù)形結(jié)合即可求得的取值范圍.【詳解】由可得,則函數(shù)與函數(shù)的圖象有兩個交點;設(shè),則,令,解得;令,解得;所以在0,1上單調(diào)遞增,在1,+∞上單調(diào)遞減;令,解得,可求得的圖象在處的切線方程為;令,解得,可求得的圖象在處的切線方程為;函數(shù)與函數(shù)的圖象如圖所示:切線與在軸上的截距分別為,當(dāng)時,與函數(shù)的圖象有一個交點,故實數(shù)的取值范圍為.故選:A2.B【分析】由可得,令,,可得出,利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,即可得出結(jié)論.【詳解】由可得,即,因為且,則,令,令,則,,令,則,所以,函數(shù)在上單調(diào)遞增,因為,,令,其中,則,所以,函數(shù)在上單調(diào)遞增,所以,,由零點存在定理可知,存在,使得,且當(dāng)時,,此時函數(shù)單調(diào)遞減,當(dāng)時,,此時函數(shù)單調(diào)遞增,所以,,所以,函數(shù)的零點個數(shù)為,即函數(shù)的零點個數(shù)為.故選:B.【點睛】方法點睛:利用導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)零點問題的方法:(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)圖象的交點問題;(3)參變量分離法:由分離變量得出,將問題等價轉(zhuǎn)化為直線與函數(shù)的圖象的交點問題.3.A【詳解】因為函數(shù)與函數(shù)的圖象關(guān)于x軸對稱,根據(jù)已知得函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象有交點,即方程在上有解,即在上有解.令,,則,可知在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,故當(dāng)時,,由于,,且,所以.故選:A.4.AB【分析】分和兩種情況,利用導(dǎo)數(shù)判斷原函數(shù)單調(diào)性和極值,結(jié)合圖象分析,的零點分布,進(jìn)而可得結(jié)果,【詳解】由題意可知為二次函數(shù),且為f'x的零點,由得或,當(dāng)時,令f'x>0,解得或;令f'x<0可知:在內(nèi)單調(diào)遞增,在內(nèi)單調(diào)遞減,則為極大值點,為極小值點,若,則,因為,即,兩者相矛盾,故,則有2個根,有1個根,可知,若,可知,;若,可知,;若,可知,;故A正確;
當(dāng)時,令f'x>0,解得;令f'x<0,解得可知:在內(nèi)單調(diào)遞增,在內(nèi)單調(diào)遞減,則為極大值點,為極小值點,若,則,因為,即,兩者相矛盾,故,若,即,可知,,;若,即,可知,,;若,即,可知,,;此時,故B正確;
綜上所述:的取值集合為,的取值集合為,故CD錯誤;故選:AB.【點睛】方法點睛:對于函數(shù)零點的個數(shù)的相關(guān)問題,利用導(dǎo)數(shù)和數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想來求解.這類問題求解的通法是:(1)構(gòu)造函數(shù),這是解決此類題的關(guān)鍵點和難點,并求其定義域;(2)求導(dǎo)數(shù),得單調(diào)區(qū)間和極值點;(3)數(shù)形結(jié)合,挖掘隱含條件,確定函數(shù)圖象與x軸的交點情況進(jìn)而求解.5.BD【分析】求導(dǎo),由單調(diào)性分析極值與零點逐一判斷即可.【詳解】,令,當(dāng)時,,在上單調(diào)遞減,當(dāng)時,,在上單調(diào)遞增;在上取極小值為,,,在上有兩個零點,,所以,AC錯,BD對,故選:BD.6.AC【分析】對A:構(gòu)造函數(shù),根據(jù)題意,求得,令,即可求解后判斷;對B:對求導(dǎo)分析其單調(diào)性,結(jié)合零點存在定理,即可判斷;對C:對的取值分類討論,在不同情況下研究函數(shù)單調(diào)性和最值,即可判斷;對D:根據(jù)B中所求函數(shù)單調(diào)性,即可求得函數(shù)值域.【詳解】令,則,故(為常數(shù)),又,故可得,故,.對A:令,即,解的或,故hx有兩個零點,A對B:,則,令,可得,故在和單調(diào)遞增;令,可得,故在單調(diào)遞減;又,,又,故存在,使得;又,故存在,使得;又當(dāng)時,,故不存在,使得;綜上所述,有兩個根,也即有個零點,故B錯誤;對C:,即,,當(dāng)時,,上式等價于,令,故可得,故在上單調(diào)遞增,,滿足題意;當(dāng)時,,也滿足;綜上所述,當(dāng)x∈0,2時,恒成立,故C正確;對D:由B可知,在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,且,,故在1,2上的值域為,D錯誤.故選:AC.【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題考察利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、零點、不等式恒成立和值域問題;其中解決問題的關(guān)鍵是能夠構(gòu)造函數(shù),準(zhǔn)確求出的解析式,屬綜合困難題.7.【分析】由題意可得只有一個解,從而可得,,設(shè),利用導(dǎo)數(shù)求解即可.【詳解】依題意得與只有一個交點,即兩曲線相切,則只有一個解,,化簡得,將其代入得,,即,.,則,設(shè),則,在單調(diào)遞減,,的取值范圍是.故答案為:【點睛】關(guān)鍵點點睛:由指對運算可得,進(jìn)而可得,構(gòu)造函數(shù),由導(dǎo)數(shù)求解即可.8.【分析】函數(shù)不等式恒成立問題與隱零點問題.構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)后再次構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)分析的單調(diào)性,找到隱零點,并得到,然后再分析的單調(diào)性,找到最大值,最后再結(jié)合對數(shù)的運算求出函數(shù)的最大值即可.【詳解】不等式移項可得,設(shè),則,設(shè),則恒成立,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,因為,所以,使得,①所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,最大值為,所以當(dāng)時,,在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,,在上單調(diào)遞減;,代入①可得,所以,所以實數(shù)的取值范圍為,故答案為:.【點睛】方法點睛:(1)證明帶參數(shù)的不等式恒成立問題時可采用分離參數(shù)法,再構(gòu)造函數(shù)利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的最值情況,如一次構(gòu)造不容易看出單調(diào)性可二次構(gòu)造再求導(dǎo);(2)對于隱零點問題,可求導(dǎo)后分析特殊值找到隱零點的大概區(qū)間,再以隱零點為邊界分析函數(shù)的單調(diào)性.9.【分析】原式轉(zhuǎn)化為判斷的交點問題,分和兩種情況討論結(jié)合指對函數(shù)對稱性,導(dǎo)數(shù)的幾何意義進(jìn)而得解.【詳解】令得,即,令,當(dāng)時,即時,若兩函數(shù)有且僅有一交點,由指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)特征可判斷此交點必定落在這條直線上,且該點為兩函數(shù)的公切點,設(shè)切點為,則,則有,即,解得,由得,,所以,解得,即,,即,;當(dāng)時,即時,由指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)特征可判斷與要有公切點,此切點必定落在這條直線上,設(shè)切點為,,則有,即,解得,由得,所以,解得,即,,即,;由指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)特征可知:當(dāng)時,與有3個交點;當(dāng)時,與有1個交點;故時,即時,時,與有一交點.
故答案為:【點睛】關(guān)鍵點點睛:當(dāng)指對函數(shù)底數(shù)在0,1時,圖象難以表示出來,對于后續(xù)處理難度較大,題干信息相對較少,解題時能挖掘出指對函數(shù)的對稱性,由導(dǎo)數(shù)的幾何意義確定斜率值是解題關(guān)鍵,重點考查了分類討論思想,函數(shù)與導(dǎo)數(shù)綜合解決零點問題,值得深入研究!10.(1)極小值,無極大值;(2).【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),結(jié)合幾何意義求出,再分析單調(diào)性求出極值.(2)由函數(shù)零點的意義,等價變形得在只有一解,轉(zhuǎn)化為直線與函數(shù)圖象只有一個交點求解.【詳解】(1)函數(shù)的定義域為R,求導(dǎo)得,,依題意,,則,,當(dāng)時,,當(dāng)時,,因此函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以函數(shù)在處取得極小值,無極大值.(2)函數(shù)在只有一個零點,等價于在只有一個零點,設(shè),則函數(shù)在只有一個零點,當(dāng)且僅當(dāng)在只有一解,即在只有一解,于是曲線與直線只有一個公共點,令,求導(dǎo)得,當(dāng)時,,當(dāng)時,,因此函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,函數(shù)在取得極小值同時也是最小值,當(dāng)時,;當(dāng)時,,畫山大致的圖象,如圖,在只有一個零點時,,所以在只有一個零點吋,.11.(1);(2)2.【分析】(1)求導(dǎo),即可根據(jù)點斜式求解方程,(2)求導(dǎo),分類討論求解函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合零點存在性定理,即可根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合最值求解.【詳解】(1)依題意,,故,而,故所求切線方程為,即.(2)令,故,令,,令,.①當(dāng)時,,在上為減函數(shù),即在上為減函數(shù),又,在上有唯一的零點,設(shè)為,即.在上為增函數(shù),在上為減函數(shù).又,在上有且只有一個零點,在上無零點;②當(dāng)時,單調(diào)遞減,又,在內(nèi)恰有一零點;③當(dāng)時,為增函數(shù),,單調(diào)遞增,又,所以存在唯一,當(dāng)時,遞減;當(dāng)時,遞增,,在內(nèi)無零點.綜上所述,曲線與曲線的交點個數(shù)為2.【點睛】方法點睛:本題考查了導(dǎo)數(shù)的綜合運用,求某點處的切線方程較為簡單,利用導(dǎo)數(shù)求單調(diào)性時,如果求導(dǎo)后的正負(fù)不容易辨別,往往可以將導(dǎo)函數(shù)的一部分抽離出來,構(gòu)造新的函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性,進(jìn)而可判斷原函數(shù)的單調(diào)性.在證明不等式時,常采用兩種思路:求直接求最值和等價轉(zhuǎn)化.無論是那種方式,都要敢于構(gòu)造函數(shù),構(gòu)造有效的函數(shù)往往是解題的關(guān)鍵.12.(1)(2)證明見解析【分析】(1)求解函數(shù)定義域,參變分離得到,構(gòu)造,利用導(dǎo)函數(shù)得到其單調(diào)性,極值和最值情況,得到;(2)轉(zhuǎn)化為有2個不同的實數(shù)根,構(gòu)造,得到其單調(diào)性,得到,且,求出,換元后即證,構(gòu)造,求導(dǎo)后得到在上單調(diào)遞增,,得到證明.【詳解】(1)因為函數(shù)的定義域為,所以成立,等價于成立.令,則,令,則,所以在內(nèi)單調(diào)遞減,又因為,所以當(dāng)時,,單調(diào)遞增;當(dāng)時,,單調(diào)遞減,所以在處取極大值也是最大值.因此,即實數(shù)的取值范圍為.(2)有2個不同的零點等價于有2個不同的實數(shù)根.令,則,當(dāng)時,解得.所以當(dāng)時,,單調(diào)遞增,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,所以在處取極大值為.又因為,當(dāng)時,,當(dāng)時,.且時,.所以,且.因為是方程的2個不同實數(shù)根,即.將兩式相除得,令,則,,變形得,.又因為,,因此要證,只需證.因為,所以只需證,即證.因為,即證.令,則,所以在上單調(diào)遞增,,即當(dāng)時,成立,命題得證.【點睛】極值點偏移問題中,若等式中含有參數(shù),則消去參數(shù),由于兩個變量的地位相同,將特征不等式變形,如常常利用進(jìn)行變形,可構(gòu)造關(guān)于的函數(shù),利用導(dǎo)函數(shù)再進(jìn)行求解.規(guī)律方法:(1)求解函數(shù)零點(方程根)個數(shù)問題的步驟①將問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的零點問題,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為函數(shù)的圖象與x軸(或直線y=k)在該區(qū)間上的交點問題.②利用導(dǎo)數(shù)研究該函數(shù)在該區(qū)間上的單調(diào)性、極值(最值)、端點值等性質(zhì).③結(jié)合圖象求解.(2)已知零點求參數(shù)的取值范圍①結(jié)合圖象與單調(diào)性,分析函數(shù)的極值點.②依據(jù)零點確定極值的范圍.③對于參數(shù)選擇恰當(dāng)?shù)姆诸悩?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行討論.專題精練專題精練一、單選題1.(23-24高三上·湖北荊門·階段練習(xí))的零點的個數(shù)為(
)A.0 B.1 C.2 D.32.(23-24高三上·全國·階段練習(xí))已知函數(shù)在上有兩個極值點,則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B.C. D.3.(2023·四川成都·一模)已知函數(shù)有三個零點、、且,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.4.(2024·廣西·模擬預(yù)測)若函數(shù)在上有兩個不同的零點,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.5.(2024·四川·模擬預(yù)測)已知函數(shù)若函數(shù)有5個不同的零點,則的取值范圍是(
)A. B. C.1,4 D.1,+∞6.(23-24高三下·內(nèi)蒙古錫林郭勒盟·開學(xué)考試)若函數(shù)存在零點,則的最小值為(
)A. B. C. D.7.(2024·北京房山·一模)若函數(shù),則函數(shù)零點的個數(shù)為(
)A.1 B.2 C.1或2 D.1或38.(2023·四川內(nèi)江·一模)已知函數(shù)有兩個零點,則的最小整數(shù)值為(
)A.3 B.2 C.1 D.0二、多選題9.(23-24高二下·湖南岳陽·開學(xué)考試)關(guān)于函數(shù),,下列說法正確的是(
)A.若過點可以作曲線的兩條切線,則B.若在上恒成立,則實數(shù)的取值范圍為C.若在上恒成立,則D.若函數(shù)有且只有一個零點,則實數(shù)的范圍為10.(23-24高二下·重慶·階段練習(xí))定義:設(shè)是的導(dǎo)函數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)數(shù),若方程有實數(shù)解,則稱點為函數(shù)的“拐點”.經(jīng)過探究發(fā)現(xiàn):任何一個三次函數(shù)都有“拐點”且“拐點”就是三次函數(shù)圖象的對稱中心.已知函數(shù)圖象的對稱中心為,則下列說法中正確的有(
)A., B.函數(shù)的極大值與極小值之和為6C.函數(shù)有三個零點 D.函數(shù)在區(qū)間上的最小值為111.(22-23高二下·重慶·期中)小明熱愛數(shù)學(xué),《九章算術(shù)》《幾何原本》《數(shù)學(xué)家的眼光》《奧賽經(jīng)典》《高等數(shù)學(xué)》都是他的案頭讀物.一日,正翻閱《高等數(shù)學(xué)》,一條關(guān)于函數(shù)的性質(zhì)映入他的眼簾:函數(shù)在區(qū)間有定義,且對,,,若恒有,則稱函數(shù)在區(qū)間上“嚴(yán)格下凸”;若恒有,則稱函數(shù)在區(qū)間上“嚴(yán)格上凸”.現(xiàn)已知函數(shù),為的導(dǎo)函數(shù),下列說法正確的是(
)注:為自然對數(shù)的底數(shù),,.A.有最小值,且最小值為整數(shù)B.存在常數(shù),使得在“嚴(yán)格下凸”,在“嚴(yán)格上凸”C.恰有兩個極值點D.恰有三個零點三、填空題12.(2024·河南信陽·模擬預(yù)測)若過點僅可作曲線的兩條切線,則的取值范圍是.13.(23-24高三上·河南焦作·期末)若函數(shù)在上沒有零點,則實數(shù)的取值范圍為.14.(23-24高三上·天津南開·階段練習(xí)),若有且只有兩個零點,則實數(shù)的取值范圍是.四、解答題15.(2024·廣東·二模)已知.(1)求的單調(diào)區(qū)間;(2)函數(shù)的圖象上是否存在兩點(其中),使得直線與函數(shù)的圖象在處的切線平行?若存在,請求出直線;若不存在,請說明理由.16.(2023·北京西城·模擬預(yù)測)已知函數(shù).(1)若,求在處切線方程;(2)求的極大值與極小值;(3)證明:存在實數(shù),當(dāng)時,函數(shù)有三個零點.17.(2024·河南鄭州·三模)已知函數(shù).(1)若,求在1,f1處的切線方程;(2)討論的零點個數(shù).18.(2024·廣東廣州·模擬預(yù)測)已知函數(shù).(1)當(dāng)時,求函數(shù)的極值;(2)若函數(shù)在上僅有兩個零點,求實數(shù)的取值范圍.19.(2024·北京房山·一模)已知函數(shù).(1)當(dāng)時,求曲線在點處的切線方程;(2)設(shè),求函數(shù)的極大值;(3)若,求函數(shù)的零點個數(shù).參考答案:題號12345678910答案DBDCCBACABCAB題號11答案ACD1.D【分析】先把零點個數(shù)轉(zhuǎn)化為函數(shù)交點個數(shù),再構(gòu)造函數(shù),結(jié)合導(dǎo)函數(shù)求解單調(diào)性及極值最后應(yīng)用數(shù)形結(jié)合求解.【詳解】由得,構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)得在上單調(diào)遞減,在0,2上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,且,及時,的圖像如圖,得到有3個解.
故選:D.2.B【分析】由可得,令,則直線與函數(shù)hx在上的圖象有兩個交點,利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)hx的單調(diào)性與極值,數(shù)形結(jié)合可得出實數(shù)的取值范圍.【詳解】因為函數(shù)在上有兩個極值點,所以f'x在因為,令,即,可得.令,則,令h'x>0,得,令h'所以,函數(shù)hx在12,1因為,,,如下圖所示:當(dāng)時,直線與函數(shù)hx在上的圖象有兩個交點,設(shè)兩個交點的橫坐標(biāo)分別為、,且,由圖可知,當(dāng)或時,,此時,,當(dāng)時,,此時,,所以,函數(shù)在上遞增,在上遞減,在上遞增,此時,函數(shù)有兩個極值點,合乎題意.因此,實數(shù)的取值范圍為.故選:B.3.D【分析】令,將原函數(shù)的零點轉(zhuǎn)化為方程的根,令,轉(zhuǎn)化為,再令,得到使時的根的個數(shù),再分類討論的范圍與根的關(guān)系,結(jié)合函數(shù)與方程性質(zhì)及零點的關(guān)系即可得.【詳解】令,得,整理得,令,原方程化為,設(shè),則,令,解得,且,當(dāng)時,,則單調(diào)遞增,當(dāng)時,,則單調(diào)遞減,則在時,有最大值為,則當(dāng)時,有一個解,當(dāng)時,有兩個解,當(dāng)時,有一個解,當(dāng)時,無解,因為原方程為,由題可知有三個零點,因此方程有兩個不等實根、,設(shè),則有,,若,則,故舍去,若,則,,有,即有,,代入得,矛盾,故舍去,若則,,,設(shè),則,得到,所以.故選:D.4.C【分析】將函數(shù)零點問題轉(zhuǎn)化成兩函數(shù)圖像交點,再利用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性間的關(guān)系,得出,根據(jù)圖像即可解決問題.【詳解】因為,令,即,則,所以函數(shù)在上有兩個不同的零點等價于曲線和在上有兩個不同的交點,設(shè),,則,令,解得,當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,又,,當(dāng)時,gx<0,且時,,其圖像如圖所示,
故的取值范圍為.故選:C.5.C【分析】求得,得到函數(shù)的單調(diào)性和極值,作出函數(shù)的圖象,根據(jù)題意,轉(zhuǎn)化為和共有5個不相等實數(shù)根,結(jié)合圖象,即可求解.【詳解】當(dāng)時,,此時,則時,單調(diào)遞減;時,單調(diào)遞增,所以,當(dāng)是的極小值點,作出如圖所示的函數(shù)的圖象,函數(shù)有5個不同的零點,則方程,即有5個不相等實數(shù)根,也即是和共有5個不相等實數(shù)根,其中有唯一實數(shù)根,只需有4個且均不為-2的不相等實數(shù)根,由圖可知,即實數(shù)的取值范圍為1,4.故選:C.6.B【分析】函數(shù)存在零點,轉(zhuǎn)化為方程在內(nèi)有解,設(shè)函數(shù),則有解,得到在內(nèi)有解,問題轉(zhuǎn)化為求在上的最小值,利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,可求函數(shù)的最小值.【詳解】由得,設(shè),則,∴在R上單調(diào)遞增,∴,∴,,,即.所以存在零點等價于方程有解,令,則,當(dāng)時,h'x<0;當(dāng)時,h所以hx在上為減函數(shù),在上為增函數(shù),所以.故選:B【點睛】方法點睛:函數(shù)有零點,轉(zhuǎn)化為方程在上有解,設(shè)函數(shù),則方程就轉(zhuǎn)化為有解,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性,轉(zhuǎn)化為.再設(shè),問題就轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最小值問題,結(jié)合導(dǎo)數(shù),分析函數(shù)單調(diào)性可解決問題.7.A【分析】令,則,則函數(shù)零點的個數(shù)即為函數(shù)圖象交點的個數(shù),構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)hx的單調(diào)區(qū)間,作出其大致圖象,結(jié)合圖象即可得解.【詳解】,令,則,則函數(shù)零點的個數(shù)即為函數(shù)圖象交點的個數(shù),令,當(dāng)時,,則,所以函數(shù)hx在上單調(diào)遞增,且,當(dāng)x∈0,1時,,當(dāng)時,,則,所以函數(shù)hx在上單調(diào)遞增,且,又當(dāng)時,當(dāng)時,,作出函數(shù)hx由圖可知函數(shù)的圖象有且僅有一個交點,所以函數(shù)零點的個數(shù)為個.故選:A.【點睛】方法點睛:利用導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)零點問題的方法:(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)圖象的交點問題;(3)參變量分離法:由分離變量得出,將問題等價轉(zhuǎn)化為直線與函數(shù)y=gx的圖象的交點問題.8.C【分析】對求導(dǎo),得到,再對進(jìn)行分類討論,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,再結(jié)合零點存在性原理即可求出結(jié)果.【詳解】因,則,當(dāng),,由,得到,只有一個零點,不合題意,當(dāng)時,因為恒成立,所以時,,時,,即在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,又,,取且,則,又由,得到,所以,此時存在2個零點,當(dāng)時,由,得到或,若,即,當(dāng)時,,所以在區(qū)間上單調(diào)遞增,又當(dāng)時,,所以不存在2個零點,若,即,當(dāng)時,,當(dāng),,所以在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,又當(dāng)時,,所以不存在2個零點,綜上可得,實數(shù),故選:C.【點睛】方法點晴:解決函數(shù)零點問題的常用思路,①函數(shù)零點函數(shù)圖像與軸交點的橫坐標(biāo)對應(yīng)方程的根;②零點存在性原理;③用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合零點存在性原理解決.9.ABC【分析】根據(jù)題意可知點在下方及軸上方,從而可對A判斷;設(shè)出切點,求出切線方程,再結(jié)合題意中的幾何條件,從而可對B判斷;構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)分別可求出的單調(diào)性及最值情況,畫出相應(yīng)圖象,從而可對C、D判斷求解.【詳解】對A:由題意知可知當(dāng)點在曲線的下方和軸上方才可以作出兩條切線,所以,故A正確.對B:由在上恒成立,等價于在上橫在上方,設(shè)的切點坐標(biāo)為,其切線方程為,對應(yīng)的切線經(jīng)過坐標(biāo)原點,將代入解得,其切線斜率,所以實數(shù)的取值范圍為,故B正確.對C:若在上恒成立,則在時恒成立,即,,設(shè),,則,當(dāng)時,,當(dāng),,所以在區(qū)間上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,當(dāng)x=2時,取到極大值也是最大值為,所以,故C正確.對D:由C知,當(dāng)時,,當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以在區(qū)間,上單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增,當(dāng)x=0時,取到極小值,當(dāng)x=2時,取到極大值,而x>0時,恒成立,故可畫出函數(shù)的圖象如下:要求函數(shù)的零點,即求與圖象的交點個數(shù),所以可知或時,有且只有一個零點,故D錯誤.故選:ABC.【點睛】方法點睛:(1)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,?;癁椴坏仁胶愠闪栴}.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、不等式證明常轉(zhuǎn)化為函數(shù)的單調(diào)性、極(最)值問題處理;(2)利用導(dǎo)數(shù)解決含參函數(shù)的單調(diào)性問題時,一般將其轉(zhuǎn)化為不等式恒成立問題,解題過程中要注意分類討論和數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用;(3)證明不等式,構(gòu)造一個適當(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.許多問題,如果運用這種思想去解決,往往能獲得簡潔明快的思路,有著非凡的功效.10.AB【分析】根據(jù)函數(shù)對稱中心的定義求出,的值,可判斷A的真假;用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,求出極值,可判斷B的真假;結(jié)合函數(shù)極值的符號,判斷函數(shù)零點的個數(shù),判斷C的真假;求函數(shù)在區(qū)間端點處的函數(shù)值,與極值點的函數(shù)值比較,得到函數(shù)的最小值,判斷D的真假.【詳解】由題意,點0,3在函數(shù)的圖象上,故;又.由,即.故A正確;所以,所以.由或.所以在和1,+∞上單調(diào)遞增,在-1,1上單調(diào)遞減,所以的極大值為;極小值為,所以極大值與極小值之和為:,故B正確;因為函數(shù)的極小值,所以三次函數(shù)只有一個零點,故C錯誤;又,,所以函數(shù)在上的最小值為,故D錯.故選:AB11.ACD【分析】對于A,求導(dǎo)后將看成一個整體,利用進(jìn)行放縮即可;對于B,將“嚴(yán)格上凸”和“嚴(yán)格下凸”轉(zhuǎn)化為導(dǎo)函數(shù)的單調(diào)性,二次求導(dǎo)后即可判斷;對于C,根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合零點存在定理,即可判斷;對于D,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合零點零點存在定理,即可判斷;【詳解】,,設(shè),易得:,所以,當(dāng)時,等號成立,故A對;,,,若恒有,等價于切線一直在割線下方,即單調(diào)遞增.即函數(shù)在區(qū)間上“嚴(yán)格下凸”;,,,若恒有,等價于切線一直在割線上方,即單調(diào)遞減.即函數(shù)在區(qū)間上“嚴(yán)格上凸”.設(shè),,易得在為增函數(shù).,,所以存在常數(shù),,使得在上,,單調(diào)遞減,即單調(diào)遞減,在“嚴(yán)格上凸”;在上,,單調(diào)遞增,即單調(diào)遞增,在“嚴(yán)格下凸”.故B錯誤;由B知,在上單調(diào)遞減,在上,單調(diào)遞增,,,所以恰有兩個極值點,故C正確;由C知,恰有兩個極值點,設(shè)為,,且,所以在和單調(diào)遞減,單調(diào)遞增,,,所以函數(shù)在各有一個零點,故D正確.故選:ACD12.【分析】設(shè)切點為:Px0,y0,根據(jù)切線過點,得到,令,再根據(jù)過點僅可作曲線的兩條切線,由與y=gx的圖象有兩個交點求解.【詳解】設(shè)切點為:Px,所以切線方程為,又因為切線過點,所以,即,令,則,令,得或,當(dāng)或時,,當(dāng)時,,,當(dāng)時,則,且;當(dāng)時,則,所以的圖象如圖所示:因為過點僅可作曲線的兩條切線,所以與y=gx的圖象有兩個交點,則或.故答案為:.13.【分析】由可得出,令,,分析可知,直線與曲線y=gx沒有交點,利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性與極值,數(shù)形結(jié)合可得出實數(shù)的取值范圍.【詳解】因為,則,令,顯然,則,令,,則,令,得,,列表如下:0,1增極大值減減極小值增所以,函數(shù)的增區(qū)間為0,1、,減區(qū)間為、,且極大值為,極小值為.當(dāng)時,,當(dāng)時(從左邊趨于),;當(dāng)時(從右邊趨于),,當(dāng)時(從右邊趨于),.由圖象可知,當(dāng)時,直線與曲線y=gx沒有交點,即在0,+∞上沒有零點.因此,實數(shù)的取值范圍是,故答案為:.【點睛】方法點睛:利用導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)零點問題的方法:(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)圖象的交點問題;(3)參變量分離法:由分離變量得出,將問題等價轉(zhuǎn)化為直線與函數(shù)y=gx的圖象的交點問題14.【分析】當(dāng)時,求導(dǎo)得到單調(diào)區(qū)間,根據(jù)平移和翻折得到函數(shù)圖象,變換得到,根據(jù)函數(shù)圖象得到或,解得答案.【詳解】當(dāng)時,,,當(dāng)時,f'x>0,函數(shù)當(dāng)時,,函數(shù)單調(diào)遞減,且,當(dāng)時,,其圖象可以由的圖象向左平移一個單位,再向下平移個單位,再把軸上方的圖象翻折到軸下方得到,畫出函數(shù)圖象,如圖所示:,當(dāng)時,,無零點;當(dāng)時,,即,函數(shù)有兩個零點,即函數(shù)與函數(shù)的圖象有兩個交點,根據(jù)圖象知:或,解得或.故實數(shù)的取值范圍是.故答案為:.【點睛】關(guān)鍵點睛:本題考查了利用導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)的零點問題,意在考查學(xué)生的計算能力,轉(zhuǎn)化能力和綜合應(yīng)用能力,其中畫出函數(shù)圖象,將零點問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象的交點問題是解題的關(guān)鍵,數(shù)形結(jié)合的思想需要熟練掌握.15.(1)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.(2)不存在,理由見解析【分析】(1)求出導(dǎo)函數(shù),根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)來確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)求出直線的斜率,再求出,從而得到的等式,再進(jìn)行換元和求導(dǎo),即可解出答案.【詳解】(1)由題可得因為,所以,所以當(dāng)時,,在上單調(diào)遞減,當(dāng)時,,在上單調(diào)遞增.綜上,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.(2)由題意得,斜率,,由得,,即,即令,不妨設(shè),則,記所以,所以在上是增函數(shù),所以,所以方程無解,則滿足條件的兩點不存在.16.(1)(2)見解析(3)證明見解析【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線斜率即可得解;(2)求出函數(shù)導(dǎo)數(shù),分類討論得函數(shù)單調(diào)性,根據(jù)單調(diào)性求函數(shù)極值即可;(3)根據(jù)(2)判斷函數(shù)大致變化趨勢,由函數(shù)零點個數(shù)即函數(shù)圖象與x軸交點個數(shù)可證明.【詳解】(1)當(dāng)時,,,所以,又,所以切線方程為,即.(2),當(dāng)時,,解得,故時,,單調(diào)遞減;時,,單調(diào)遞增,故時,的極小值為,無極大值;當(dāng)時,令,解得,,故當(dāng)或時,,單調(diào)遞增,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,故的極大值為,極小值為;當(dāng)時,令,解得,,故當(dāng)或時,,單調(diào)遞減,當(dāng)時,,單調(diào)遞增,故的極大值為,極小值為;綜上,當(dāng)時
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