内容正文:
重难突破13 隐零点问题
层级三 攻坚克难抢分点
内容索引
不含参函数的隐零点问题
类型一
含参函数的隐零点问题
类型二
专 题 集 训
类型一 不含参函数的隐零点问题
01
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(2023·河南洛阳模拟)已知函数f(x)=e·ex- +1,g(x)= +2.
(1)求函数g(x)的极值;
例1
(2)当x>0时,证明:f(x)≥g(x).
f(x)≥g(x)等价于证明xex+1-2≥ln x+x(x>0),即xex+1-ln x-x-2≥0.
令h(x)=xex+1-ln x-x-2(x>0),
h(x)在x∈(0,x0)上单调递减;
当x∈(x0,+∞)时,φ(x)>0,h′(x)>0,h(x)在x∈(x0,+∞)上单调递增,
所以h(x0)=-ln x0-x0-1=(x0+1)-x0-1=0,
从而h(x)≥h(x0)=0,即f(x)≥g(x).
已知不含参函数f(x),导函数方程f′(x)=0的根存在,却无法求出,利用零点存在定理,判断零点存在,设方程f′(x)=0的根为x0,则①有关系式f′(x0)=0成立,②注意确定x0的合适范围.
感悟提升
针对练1.(2023·山东德州质检)已知函数f(x)=acos x+bex(a,b∈R),曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=-x.
(1)求实数a,b的值;
因为f′(x)=-asin x+bex,
所以f′(x)=-sin x-ex,
设g(x)=-sin x-ex,
则g′(x)=-cos x-ex=-(cos x+ex).
当x∈ 时,cos x≥0,ex>0,
所以g′(x)<0;
当x∈(0,+∞)时,-1≤cos x≤1,ex>1,
所以g′(x)<0.
当x∈(x0,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减.
由题意知,c≥f(x0),
所以整数c的最小值为1.
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02
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类型二 含参函数的隐零点问题
(2023·山东济南一模摘选)已知函数f(x)=asin x-ln(1+x).若∀x∈(-1,0],f(x)≥0,求正实数a的最大值.
例2
又因为x∈(-1,0]时,sin x<0,a为正实数,
故h′(x)>0在(-1,0]上恒成立,
所以函数f′(x)在(-1,0]上单调递增,且f′(0)=a-1.
①当0<a≤1时,f′(x)≤f′(0)≤0在(-1,0]上恒成立.函数f(x)在(-1,0]上单调递减,此时f(x)≥f(0)=0,符合题意.
综上,正实数a的最大值为1.
已知含参函数f(x,a),其中a为参数,导函数方程f′(x,a)=0的根存在,却无法求出,设方程f′(x)=0的根为x0,则①有关系式f′(x0)=0成立,该关系式给出了x0,a的关系;②注意确定x0的合适范围,往往和a的范围有关.
感悟提升
针对练2.已知函数f(x)=ln x-kx(k∈R),g(x)=x(ex-2),若g(x)-f(x)≥1恒成立,求k的取值范围.
依题意,x(ex-2)-(ln x-kx)≥1恒成立,且x>0,
令μ(x)=-ln x-x2ex(x>0),
所以μ(x)在(0,+∞)上单调递减,
两边取对数可得ln(-ln x0)=2ln x0+x0,
即ln(-ln x0)+(-ln x0)=x0+ln x0,
由函数y=x+ln x为增函数,可得x0=-ln x0,
又当0<x<x0时,μ(x)>0,φ′(x)>0;
当x>x0时,μ(x)<0,φ′(x)<0,
所以φ(x)在(0,x0)上单调递增,在(x0,+∞)上单调递减,
所以k≥φ(x0)=1,即k的取值范围为k≥1.
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专题集训
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03
1.已知函数f(x)=-ex+sin x+x,x∈[0,π].
证明:(1)函数f(x)有唯一的极大值点;
f(x)=x+sin x-ex,f′(x)=1+cos x-ex,
令g(x)=1+cos x-ex,则g′(x)=-ex-sin x<0,
所以g(x)在区间[0,π]上单调递减.
因为g(0)=2-1=1>0,g(π)=-eπ<0,
所以存在x0∈(0,π),使得f′(x0)=0,且当0<x<x0时,f′(x)>0;当x0<x<π时,f′(x)<0.
所以函数f(x)的单调递增区间是[0,x0],单调递减区间是[x0,π].
所以函数f(x)存在唯一的极大值点x0.
2
3
4
1
(2)f(x)<π.
由(1)知,函数f(x)的单调递增区间是[0,x0],单调递减区间是[x0,π],且x0∈(0,π),f′(x0)=0,
令φ(x)=x+sin x-cos x-1,x∈(0,π),
φ′(x)=1+cos x+sin x>0,