内容正文:
专题二 函数与导数
第二编 突破主干知识专题
大题专讲 第4讲 利用导
数研究函数的零点问题
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本课结束
「考情研析」 高考对导数的考查,多以对数函数、指数函数的形式出现,而且属于压轴题,对能力要求较高.通过导数研究函数的单调性、最大值、最小值、变化趋势等,并借助函数的大致图象判断函数的零点(方程的根)的情况是常考题型,解题时注意利用数形结合思想、分类讨论思想等.
考向1 利用导数讨论函数的零点个数
例1 (2022·汕头三模)证明函数g(x)=ln x-x+2sin x在(0,π)上有且只有两个零点.
证明 g(x)=ln x-x+2sin x,x∈(0,π),
则g′(x)= eq \f(1,x)-1+2cos x,
令φ(x)= eq \f(1,x)+2cos x-1,则φ′(x)=- eq \f(1,x2)-2sin x.
当x∈(0,π)时,φ′(x)=- eq \f(1,x2)-2sin x<0,
则φ(x)在(0,π)上单调递减,
∵φ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))= eq \f(3,π)>0,φ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))= eq \f(2,π)-1<0,
∴存在x0∈ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),\f(π,2))),使得φ(x0)=g′(x0)=0.
当x变化时,g′(x),g(x)变化如下表:
x
(0,x0)
x0
(x0,π)
g′(x)
+
0
-
g(x)
单调递增
极大值g(x0)
单调递减
而g eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))=ln eq \f(π,3)- eq \f(π,3)+ eq \r(3)>0,g(π)=ln π-π<ln e2-π=2-π<0,
则g(x0)>g eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))>0,又g eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)))=ln eq \f(π,6)- eq \f(π,6)+1,
令h(x)=ln x-x+1,