内容正文:
04 利用导数研究函数零点-重点突破
【知识梳理】
一、导数与函数零点
(1)函数图象的交点问题,方程的根,均可归结为函数的零点问题;
(2)零点问题往往通过函数的单调性、极值等,利用零点存在性定理判断;
(3)利用导数判断函数的单调性,通过特殊点画出函数的大致图象,可较直观理解零点问题.
二、极限叙述
1.零点存在性定理
如果函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,并且有,那么,函数在区间内有零点,即存在,使得,这个也就是方程的根.
2.零点个数判断
(1)直接求零点:令,如果能求出解,则有几个解就有几个零点;
(2)零点的存在性:根据零点存在性定理,再结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有几个零点.
(3)对于型函数,可先画出两个函数和的图象,看其交点的个数,有几个交点,原函数就有几个零点.
三、隐零点设参问题
1.不含参函数的隐零点问题
已知不含参函数,导函数方程的根存在,却无法求出,设方程的根为,则①有关系式成立,②注意确定的合适范围.
2.含参函数的隐零点问题
已知含参函数,其中为参数,导函数方程的根存在,却无法求出,设方程的根为,则①有关系式成立,该关系式给出了的关系,②注意确定的合适范围,往往和的范围有关.
【题型精讲】
题型一、导数与函数零点
例1. 设函数,则是( ).
A.有一个零点的增函数 B.有一个零点的减函数
C.有二个零点的增函数 D.没有零点的减函数
例2. 若函数在区间内有两个零点,则实数的取值范围为( ).
A. B. C. D.
例3. 已知函数,若函数有唯一零点,则的取值范围为( ).
A. B.
C. D.
题型二、极限叙述
例4. 已知函数.
(1)求函数的最大值;
(2)若函数有两个零点,求实数的取值范围.
例5. 已知函数,.设的导函数为,试讨论的零点个数。
例6. 已知函数,其中是自然对数的底数,.
(1)求函数的单调区间;
(2)设,讨论函数零点的个数,并说明理由.
例7. 已知函数在处的切线平行于轴.
(1)当时,求在上的最大值;
(2)若在上只有一个零点,求的取值范围.
题型三、隐零点设参问题
例8. 已知函数.
(1)求的最小值;
(2)若,求证:存在唯一的极大值点,且.
【课后作业】
1. 已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若,讨论的零点个数.
2. 已知函数.
(1)讨论函数零点的个数;
(2)对任意的恒成立,求实数的取值范围.
3. 已知函数f(x)=ex-x+2x2.
(1)求f(x)的单调区间和极值;
(2)若存在实数x,使得f(x)≤x2+2x-3+2m成立,求整数m的最小值.
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