内容正文:
高二数学 选修1-1 第三章 导数及其应用
补充专题
利用导数函数零点问题(1)
(1)当m=e(e为自然对数的底数)时,求f(x)的极小值;
题型一 数形结合研究函数的零点
f(x)的定义域为(0,+∞),
令f′(x)=0,得x=e.
当x∈(0,e)时,f′(x)<0;
当x∈(e,+∞)时,f′(x)>0,
∴f(x)在(0,e)上单调递减,在(e,+∞)上单调递增,
∴当x=e时,f(x)取得极小值f(e)=2.
(1)当m=e(e为自然对数的底数)时,求f(x)的极小值;
则φ′(x)=-x2+1=-(x-1)(x+1).
当x∈(0,1)时,φ′(x)>0,φ(x)在(0,1)上单调递增;
当x∈(1,+∞)时,φ′(x)<0,φ(x)在(1,+∞)上单调递减.
∴x=1是φ(x)的唯一极值点,且是极大值点,
因此x=1也是φ(x)的最大值点,
结合y=φ(x)的图象(如图),可知,
④当m≤0时,函数g(x)有且只有一个零点.
含参数的函数零点个数,可转化为方程解的个数,若能分离参数,可将参数分离出来后,用x表示参数的函数,作出该函数的图象,根据图象特征求参数的范围.
思维升华
例2.已知函数f(x)=ex(ax+1),曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为y=bx-e.(1)求a,b的值;
(2)若函数g(x)=f(x)-3ex-m有两个零点,求实数m的取值范围.
例2.已知函数f(x)=ex(ax+1),曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为y=bx-e.
(1)求a,b的值;
解 f(x)=ex(ax+1),
则f′(x)=ex(ax+1)+ex·a=ex(ax+1+a),
∴a=1,b=3e.
(2)若函数g(x)=f(x)-3ex-m有两个零点,求实数m的取值范围.
解 g(x)=f(x)-3ex-m=ex(x-2)-m,
函数g(x)=ex(x-2)-m有两个零点,相当于函数u(x)=ex·(x-2)的图象与直线y=m有两个交点,u′(x)=ex·(x-2)+ex=ex(x-1),
当x∈(-∞,1)时,u′(x)<0,
∴u(x)在(-∞,1)上单调递减;
当x∈(1,+∞)时,u′(x)>0,
∴u(x)在(1,+∞)上单调递增,
∴当x=1时,u(x)取得极小值u(1)=-e.
又当x→+∞时,