内容正文:
第一篇 热点、难点突破篇
专题07导数与隐零点问题(讲)
真题体验 感悟高考
1.(2021·全国·高考真题(理))已知且,函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)若曲线与直线有且仅有两个交点,求a的取值范围.
2.(2019·全国·高考真题(文))已知函数f(x)=2sinx-xcosx-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.
3.(2019·全国·高考真题(理))已知函数.
(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)处的切线也是曲线的切线.
总结规律 预测考向
(一)规律与预测
1.高考对导数的考查要求一般有三个层次:第一层次主要考查求导公式,求导法则与导数的几何意义;第二层次是导数的简单应用,包括求函数的单调区间、极值、最值等;第三层次是综合考查,如研究函数零点、证明不等式、恒成立问题、求参数等,包括解决应用问题,将导数内容和传统内容中有关不等式、数列及函数单调性有机结合,设计综合题.
2.涉及导数与零点问题,主要有:函数零点个数的判断与证明、根据函数的零点个数或零点情况求参数的取值范围、与零点相关的不等式恒成立或证明问题等. 零点问题中另有一个比较重要的存在,就是隐零点问题.隐零点就是指一个函数,可以判断它在某个区间上有一个零点,但是这个零点具体是什么却无法计算或根本不需要计算,只需利用他的存在去解答题目.
(二)本专题考向展示
考点突破 典例分析
考向一 利用“隐零点”研究极(最)值问题
【核心知识】
在利用导数研究极(最)值问题时,我们往往利用零点的存在性,对函数的零点设而不求,通过整体代换、构造函数等,再结合题目条件解决问题.
【典例分析】
典例1.【多选题】(2022·安徽·合肥一六八中学高三阶段练习)已知函数,若在区间上有零点,则的值可以为( )
A. B. C. D.1
典例2. (2022·江苏淮安·高三期中)已知函数
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)已知,求证:存在实数使得在处取得最大值,且
(3)求证:有唯一零点
典例3.(2019·全国·高考真题(理))已知函数,为的导数.证明:
(1)在区间存在唯一极大值点;
(2)有且仅有2个零点.
【规律方法】
零点问题求解三步曲
(1)用零点存在性定理判定导函数零点的存在性,列出零点方程f′(x0)=0,并结合f(x)的单调性得到零点的取值范围.
(2)以零点为分界点,说明导函数f′(x)的正负,进而得到f(x)的最值表达式.
(3)将零点方程适当变形,整体代入最值式子进行化简证明,有时(1)中的零点范围还可以适当缩小.
考向二 利用“隐零点”确定参数取值范围
【核心知识】
利用零点存在性原理可以估算出隐零点的大小范围,然后再用隐零点的范围去估计所求函数(参数)的范围.
【典例分析】
典例4. (2022·河南南阳·高三期中(理))若方程存在唯一实根,则实数的取值范围是_____.
典例5.(2022·吉林·东北师大附中模拟预测)已知.
(1)若在处的切线的斜率是,求当在恒成立时的的取值范围;
(2)设,当时有唯一零点,求a的取值范围.
典例6.(2022·甘肃·靖远县第四中学高三阶段练习(理))已知函数.
(1)若是的极值点,求的单调区间;
(2)若关于的方程恰有一个解,求a的取值范围.
【总结提升】
已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解
考向三 利用“隐零点”完成不等式恒成立或证明问题
【核心知识】
1.不等式恒成立问题常见方法:① 分离参数恒成立(即可)或恒成立(即可);② 数形结合( 图象在 上方即可);③ 讨论最值或恒成立;④ 讨论参数,排除不合题意的参数范围,筛选出符合题意的参数范围.
2.含参数的不等式恒成立的处理方法:①的图象永远落在图象的上方;②构造函数法,一般构造,;③参变分离法,将不等式等价变形为,或,进而转化为求函数的最值.
3.利用参变量分离法求解函数不等式恒(能)成立,可根据以下原则进行求解:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),.
【典例分析】
典例7. (2022·浙江省新昌中学高三期中)若存在使对于任意不等式恒成立,则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
典例8.(2022·河北·高三期中)已知函