内容正文:
自主培优6 隐零点问题
➢对应学生用书P68
导函数的零点在很多时候是无法直接解出来的,我们称之为“隐零点”,即能确定其存在,但又无法用显性的代数进行表达.这类问题的解题思路是对函数的零点设而不求,通过整体代换和过渡,再结合题目条件解决问题.
类型一 不含参函数的隐零点问题
[典例1] 已知函数f=ln x+a.若对任意x∈,都有ex-a≥f(e为自然对数的底数),求证:a≤1.
证明 设g=ex-a-ln x-a,则g'=ex-a-,
设g'=-=0,则a=x0+ln x0.
因为g'在上单调递增,
所以当x∈时,g'<0;当x∈时,g'>0,
所以g在上单调递减,在上单调递增,
所以g(x)min=g=-ln x0-a=-x0-2ln x0≥0,
令h=-x-2ln x,则h'=--1-==-<0,
所以h=-x-2ln x在(0,+∞)上单调递减.
因为h=0,所以x0≤1,所以a=x0+ln x0≤1.
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,设方程f'(x)=0的根为x0,则有:
①关系式f'(x0)=0成立;②注意确定x0的合适范围.
类型二 含参函数的隐零点问题
[典例2] (2023·安徽滁州·二模)已知函数f(x)=ex.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若x∈(0,+∞),f(x)≥-a恒成立,求整数a的最大值.
解 (1)f'=(x2+2x+2-a)ex,
①当a≤1时,f'(x)≥0恒成立,故f(x)在R上恒增;
②当a>1时,当x∈(-∞,-1-)时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
x∈(-1-,-1+)时,f'(x)<0,f(x)单调递减;
x∈(-1+,+∞)时,f'(x)>0,f(x)单调递增.
综上所述,当a≤1时,f(x)在R上恒增;
当a>1时,f(x)在(-∞,-1-)和(-1+,+∞)上单调递增,
在(-1-,-1+)上单调递减.
(2)由题可得ex(x2+2)≥a(ex-1),由于x∈(0,+∞),则a≤.
令g(x)=,g'(x)=,
令h(x)=2xex-x2-2x-2,
h'(x)=(ex-1)(2x+2),由于x∈(0,+∞),则h'(x)=(ex-1)(2x+2)>0,
故h(x)=2xex-x2-2x-2单调递增,
h=---2<-4=<0,h(1)=2e-5>0,
所以存在x0∈使得h(x0)=0,即2x0=+2x0+2.
当x∈(0,x0)时,h(x)<0,g(x)单调递减;当x∈(x0,+∞)时,h(x)>0,g(x)单调递增,
则a≤g==+2x0+2,x0∈,故4<g<g(x0)<g(1)=5,
由于a为整数,则a的最大值为4.
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,则有
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.
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