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2021年高考理科数学一轮复习:题型全归纳与高效训练突破
专题3.6 高考解答题热点题型(三)利用导数探究函数的零点问题
目录
一、题型全归纳 1
题型一 判断、证明或讨论函数零点的个数 1
题型二 已知零点存在情况求参数范围 4
题型三 函数零点性质研究 6
二、高效训练突破 9
一、题型全归纳
题型一 判断、证明或讨论函数零点的个数
【题型要点】判断函数零点个数的3种方法
直接法
令f(x)=0,则方程解的个数即为零点的个数
画图法
转化为两个易画出图象的函数,看其交点的个数
定理法
利用零点存在性定理判定,可结合最值、极值去解决
【例1】(2020年新课标全国三卷)设函数,曲线在点(,f())处的切线与y轴垂直.
(1)求b.
(2)若有一个绝对值不大于1的零点,证明:所有零点的绝对值都不大于1.
【例2】(2019·高考全国卷Ⅰ)已知函数f(x)=sin x-ln(1+x),f′(x)为f(x)的导数,证明:
(1)f′(x)在区间存在唯一极大值点;
(2)f(x)有且仅有2个零点.
题型二 已知零点存在情况求参数范围
【题型要点】解决此类问题常从以下两个方面考虑
(1)根据区间上零点的个数情况,估计出函数图象的大致形状,从而推导出导数需要满足的条件,进而求出参数满足条件.
(2)先求导,通过求导分析函数的单调情况,再依据函数在区间内的零点情况,推导出函数本身需要满足的条件,此时,由于函数比较复杂,常常需要构造新函数,通过多次求导,层层推理得解.
【例1】(2020·重庆调研)设函数f(x)=-x2+ax+ln x(a∈R).
(1)当a=-1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)设函数f(x)在上有两个零点,求实数a的取值范围.
【例2】已知函数f(x)=ex-ax2.
(1)若a=1,证明:当x≥0时,f(x)≥1;
(2)若f(x)在(0,+∞)只有一个零点,求a.
题型三 函数零点性质研究
【题型要点】本题型包括两个方向:一是与函数零点性质有关的问题(更多涉及构造函数法);二是可以转化为函数零点的函数问题(更多涉及整体转化、数形结合等方法技巧).
能够利用等价转换构造函数法求解的问题常涉及参数的最值、曲线交点、零点的大小关系等.求解时一般先通过等价转换,将已知转化为函数零点问题,再构造函数,然后利用导数研究函数的单调性、极值、最值等,并结合分类讨论,通过确定函数的零点达到解决问题的目的.
【例1】 (2019·高考全国卷Ⅱ)已知函数f(x)=ln x-.
(1)讨论f(x)的单调性,并证明f(x)有且仅有两个零点;
(2)设x0是f(x)的一个零点,证明曲线y=ln x在点A(x0,ln x0)处的切线也是曲线y=ex的切线.
【例2】已知函数f(x)=x2+(1-a)x-aln x,a∈R.
(1)若f(x)存在极值点为1,求a的值;
(2)若f(x)存在两个不同的零点x1,x2,求证:x1+x2>2.
二、高效训练突破
1.已知函数f(x)=ex-ax2.
(1)若a=1,证明:当x≥0时,f(x)≥1;
(2)若f(x)在(0,+∞)只有一个零点,求a.
2.(2020·武汉调研)已知函数f(x)=ex-ax-1(a∈R)(e=2.718 28…是自然对数的底数).
(1)求f(x)的单调区间;
(2)讨论g(x)=f(x)(x-)在区间[0,1]上零点的个数.
3.(2020·长春市质量监测(二))已知函数f(x)=ex+bx-1(b∈R).
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若方程f(x)=ln x有两个实数根,求实数b的取值范围.
4.(2020·江西八所重点中学联考)已知函数f(x)=ax-a+1-(其中a为常数,且a∈R).
(1)若函数f(x)为减函数,求实数a的取值范围;
(2)若函数f(x)有两个不同的零点,求实数a的取值范围,并说明理由.
5.(2020·唐山模拟)已知函数f(x)=-4ax+aln x+3a2+2a(a>0).
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)有两个极值点x1,x2,当a变化时,求f(x1)+f(x2)的最大值.
6.(2019·全国卷Ⅰ)已知函数f(x)=2sin x-xcos x-x,f′(x)为f(x)的导数.
(1)证明:f′(x)在区间(0,π)存在唯一零点;
(2)若x∈[0,π]时,f(x)≥ax,求a的取值范围.
7.(2020年新课标全国一卷)已知函数.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)若有两个零点,求的取值范围.
8.(2020年新课标全国三卷)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若有三个零点,求的取值范围.
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