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课时验收评价(二十)
利用导数研究函数零点问题
1.己知函数f)=e一x十1x一1.
(1)求曲线y=fx)在点(0,fO)处的切线方程;
(2)判断函数)的零点的个数,并说明理由。
解:(1)由f)=e-x+1x-1→fx)=er+2x-12→f0)=3,
而0=2,所以该函数在点(0,f0)处的切线方程为y一2=3x一0)→3x一y十2=0,
(2)函数f)的定义城为(一0,1)U(1,+∞),
(1)可知fx)=er+2x-12,
当x∈(一o,1)时,f(x>0,f)单羽递增,
因为f-2f0)=\a\vs4\al\co1(e-2-\f(13)2=2alvs4 alco1(f(113)<0,所以函
数)在x∈(一0,1)上有唯一零点:
当x∈(1,十o)时,f(x>0,fx)单羽递增,
因为f2a\vs4\al\co1(f(54)=(e2-3)\a\vs4\al\co1(e\f(54)-9)<0,所以函
数fx)在x∈(1,十o)上有唯一零点,
所以函数)有2个零点.
2.己知函数)=x3十x2十ax十b.
(①)当a=一1时,求函数x)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:(1)当a=-1时,f)=x3+x2一x十b,则fw)=3x2+2x-1,由fx>0,得x<一1
或°13,所以函数fw)的单调递增区间为(-o,-1)和\a\vs4\al1\col1(f(13),+o).
(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ar=0有两个不等
的实根.令gx)=x)一ax=x3+x2+b,则g'(w)=3x2+2x.由g'c>0,得x<-23或x0:
由g'(x<0,得-23<x<0.
所以函数g()在\a\vs4\al\co1(-o∞,-1f(23)和(0,+o四)上单调递增,在\
a\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\a\vs4\al\col(-1f(23)=427+b:当x
=0时,函数g(r)取得极小值为g(0)=b.要满足题意,则需g\a\vs4\al八col(一1f(23))=
427+b=0或g(0)=b=0,所以b=-427或b=0.
3.(2020全国Ⅲ卷)设函数fx)=x3+bx十c,曲线y=fx)在点avs4 aRco1(f(1rc2))处
的切线与y轴垂直.
(1)求b:
(2)若x)有一个绝对值不大于1的零点,证明:fx)所有零点的绝对值都不大于1.
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解:(1)Px)=3x2+b.依题意得f八a\vs4\al\co1(个f(12))=0,即34+b=0.故b=-34.
(2)证明:(1)知f)=x3-34r十c,fw)=3x2-34令f()=0,解得x=-12或x=12.
当x变化时,fx),f)的变化情况如下表:
\a\vs4\al\col(
aws4alco1(-
\a\vs4\al\col(\
-12
12
-∞,-1f(12)
M(112)
f(12),+∞)
f(x)
0
0
+
c+14
c-14
因为1)=f八a\vs4\a1八co1(-1f(12)=e+14,所以当c<-14时,f只有大于1的
零点.因为f-1)=fa\vs4\al\col(f(12))=c-14,所以当c>14时,f9只有小于-1
的零点.由题设可知-14c≤14.当c=一14时,f)只有两个零点一12和1:当c=14时,
f)只有两个零点-1和12:当一14<c<14时,f有三个零点,x2,5,且1∈
a\vs4\al\col(-1,-\f(12)),x2E lalvs4lalcol(-(f(112),xE\
a\vs4\al\col(f(12),1).综上,若fx)有一个绝对值不大于1的零点,则fx)所有零点的
绝对值都不大于1.
4.设a,b为实数,且a>1,函数fx)=a-bx十ex∈).
(1)求函数fx)的单调区间.
(2)若对任意b>2e2,函数fx)有两个不同的零点,求a的取值范围.
解:(1)由题意,得fw)=na一b.当bs0时,fx)>0恒成立,所以函数f)的单调递
增区间为R,无单调递减区间:当b>0时,令f(x)>0,解得x>log,bln a,所以函数f
(c)的单调递增区间为\a\vs4\al\col(1oga\f(blna),十∞),单调递减区间为\
a\vs4\al\col(-o,loga\