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课时跟踪检测(十七利用导数研究函数的零点问题
1.己知函数f)=kx一Inx(心0)
(1)若k=1,求fx)的单渊区间;
2)若函数x)有且只有一个零点,求实数k的值。
解:(1)若k=1,则fx)=x-lnx,定义域为0,+o,则fx)=1一1x,由f(x>0,得
1:由fw)<0,得0s<1,
fx)的单调递减区间为(0,1),单调递增区间为1,十∞).
(2)fx)=kx-lnx,fx)=k-1x=kx-1x>0,k>0).当0<1k时,fx)<0:当x
>1k时,f>0..fw)在\a\vs4\al\col(0,\f(1k))上单谓递减,在
a\vs4\al\co1(f(1k),+o)上单调递增,f)mi=fa\vs4\al\col(f(1k)=1-ln
1k,x)有且只有一个零点,∴1-n1k=0,即k=1e
2.已知函数fx)=x3+x2+ax十b.
(①)当a=一1时,求函数f)的单调递增区间:
(2)若函数f)的图象与直线y=ax恰有两个不同的交点,求实数b的值
解:(当a=-1时,f9=x3+x2-x十b,则fPx)=3x2+2x-1,由f(x少0,得x<-1
或>13,所以函数f)的单调递增区间为一o,一1)和a\vs4\al\co1(f(13),+∞).
2)函数fx)的图象与直线y=ax恰有两个不同的交点,等价于fx)一ax=0有两个不等
的实根.令gx)=fx)一ax=x3+x2十b,则g'(s)=3x2十2x.由g'(x>0,得x<-23或x>0;
由g'(x)<0,得-23<r<0.所以函数g)在\a\vs4\al\col(-o,-1f(23)和(0,+∞)上单
递增,在1a\vs4\al\co1(-\f(23),0)上单调递减.
所以当x=-23时,函数g(x)取得极大值g\avs4\al\co1(-\f(23))=427+b:当x
=0时,函数gx)取得极小值为g(0)=b.要满足题意,则需g\a\vs4\al\col(-1f(23)=
427+b=0或g(0)=b=0,所以b=一427或b=0,
3.(2020全国Ⅲ卷)设函数fx)=x3+bx十c,曲线y=fx)在点alvs4 anco1(f(Irc2))处
的切线与y轴垂直.
(1)求b:
(2)若fx)有一个绝对值不大于1的零点,证明:f)所有零点的绝对值都不大于1.
解:(1)fw)=3x2+b.依题意得f八a\vs4\a1八co1(f(12))=0,即34+b=0.故b=-34.
(2)证明:1)知fx)=x3-34r十c,f)=3x2-34令f(x)=0,解得x=-12或x=12.
当x变化时,f),x)的变化情况如下表:
\a\vsA\al\col(
as4alco1(-
\a\vs4\al\col(\
-12
12
-∞,-1f(12)
M112)
f(12),+∞)
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f(x)
十
0
0
)
c+14
c-14
因为f)=八a\vs4\a1\co1(-1f(12)=c+14,所以当c<-14时,fw)只有大于1的
零点,因为f-1)=fa\vs4al\co1(f(12)=c-14,所以当心14时,)只有小于-1
的零点.由题设可知一14≤c≤14.当c=一14时,)只有两个零点-12和1:当c=14时,
fx)只有两个零点-1和12:当一14<c<14时,f)有三个零点x1,x2,x,且x1∈\
a\vs4\al\col(-1,\f(12)),x2E lalys4lalcol(-(f(112),x3E\
a\vs4\al\co1(f(12),1).综上,若fx)有一个绝对值不大于1的零点,则x)所有零点的
绝对值都不大于1.
4.(2022·太原一模)已知函数fx)=cosx十xsinx.
(1)讨论fx)在倒一2T,2T]上的单调性:
(2)求函数g()=fx)一14x2-1的零点个数.
解:()因为f一x)=cos(一)一xsin(一x)=cosx十xsinx=f),x∈R,
所以)是R上的偶函数,也是一2T,2T]上的偶函数.
当x∈[0,2]时,fx)=xcos x,
令f(x20,得0s≤r2或3π22π,
令f(x)0,得I2x≤3I2,
所以fx在0,1f(r2))和f(3π2),2)上单渊递增,在f(红3r2)上单调递减,
因为)是偶函数,所以当x∈[一2T,]时,x)在一2r,一\f(3I2)和一
「(2),0)上单渊递减,
在-(3ππ2)上单调递增
综上所述,fx)在