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1141期
导数取点卡根技巧
一、 型
1、 模型的取点过程
2、该模型的变式
二、 型
1、 模型的取点过程
2、该模型的变式
三、 型
1、 模型的取点过程
2、该模型的变式
四、三道高考题教你学会找点取点
1、全国Ⅱ文科导数压轴
2全国Ⅰ理科导数压轴
3、全国Ⅰ理科导数压轴
五、模考中的取点卡根问题
一、 型
1、 模型的取点过程
先以 的零点个数问题来讨论该模型的取点过程
① 时, 个零点
此时 , 单调递增;
(这一步用到了基本不等式: 时, ,当且仅当 取等号)
图1.
故 ,结合 的单调性与零点存在定理, 在 上存在一个零点;
② 时, 个零点
此时 ,存在一个零点
③ 时, 个零点
当 时, , 单调递增;
当 时, , 单调递减;
若 ,则
(这一步用到了放缩不等式 ,当且仅当 取等号)
(不能判断正负)
(这一步用到了放缩不等式 , ; )
图2.
故 , ,结合 的单调性与零点存在定理, 在 与 上各存在一个零点;
④ 时, 个零点
当 时, , 单调递增;
当 时, , 单调递减;
故存在一个零点
⑤ 时,无零点
当 时, , 单调递增;
当 时, , 单调递减;
故不存在零点;
2、该模型的变式
以下变式都可以经过换元以及其它等价变形转化得到该模型,进而用到上面的取点过程
(2)
(3)
(4)
(5)
(6) **
(7)
(8)
(9) (、 为常数且 )
简单说明:
(2)
记 ,则
(3)
记 ,则
(4)
记 ,则
(5)
令 ,即 ,
则
记 ,则
(6)
令 ,即 ,
则
记 ,则
(7)
令 ,即 ,
则
记 ,则
(8)
令 ,即 ,则
记 ,则
(9) (、 为常数且 )
令 ,即 ,
则
记 ,则
二、 型
1、 模型的取点过程
先以 的零点个数问题来讨论该种模型的取点过程
① 时, 个零点
此时 , 单调递增;
图3.
故 ,结合 的单调性与零点存在定理, 在 上存在一个零点;
② 时,无零点
此时 ,故不存在零点;
③ 时,无零点
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增;
故不存在零点;
④ 时, 个零点
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增;
若 ,则
(这一步用到了放缩不等式 , , )
图4.
故 , ,结合 的单调性与零点存在定理, 在 与 上各存在一个零点;
2、该模型的变式
以下变式都可以经过换元以及其它等价变形转化得到该模型,进而用到上面的取点过程
(2)
(3) ,(为常数且 )
(4)
(5)
(6)
(7)
(8) ,(、 为常数且 )
(9)
(10) ,( 为常数)
(11)
(12) ,(、 为常数)
(13)
简单说明:
(2)
令 ,即 ,
记 ,则
(3) ,( 为常数且 )
令 ,即 ,
记 ,则
(4)
(5)
记 ,则
(6)
,等号两端同时平方再移项得:
令 ,即 ,则
记 ,则等价于
(7)
,等号两端同时开方再移项得:
令 ,即 ,则
记 ,则等价于
(8) ,( 为常数且 )
等号两端同时开方再移项得:
令 ,即
则
记 ,则等价于
(9)
记 ,则
(10) ,( 为常数)
记 ,则
(11)
令 ,即
则
记 ,则
(12) ,(、 为常数)
令 ,即 ,
则
记 ,则
(13)
令 ,即
记 ,则
三、 型
1、 模型的取点过程
先以 的零点个数问题来讨论该模型的取点过程
① 时,无零点
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增;
故不存在零点;
② 时, 个零点
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增;
故有 个零点;
③ 时, 个零点
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增;
若 ,则
(这一步用到了放缩不等式 , ; )
图5.
故 , ,结合 的单调性与零点存在定理, 在 与 上各存在一个零点;
④ 时, 个零点
此时 ,存在一个零点
⑤ 时, 个零点
此时 , 单调递增;
若 ,则
(这一步用到了放缩不等式 ,当且仅当 取等号)
图6.
故 ,结合 的单调性与零点存在定理, 在 存在一个零点;
2、该模型的变式
以下变式都可以经过换元以及其它等价变形转化得到该模型,进而用到上面的取点过程
(2)
(3)
(4)
(5) ,( 为常数且 )
(6)
(7)
(8)
简单说明:
(1)
记 ,则
(2)
(3)
令 ,即
则
记 ,则
(4) ,( 为常数且 )
令 ,即
则
记 ,则
(5)
令 ,即 ,则
(6)
令 ,即 ,
则
(7)
令 ,即 ,则
四、三道高考题教你学会找点取点
这三道经典取点找点题目
1、全国Ⅱ文科导数压轴
【全国Ⅱ文】 已知
(1) 若 ,求 的单调区间;
(2) 证明: 只有一个零点。
解析:
(1) 若 ,则
因此单调增区间是 和 ,单调减区间是
(2)
分离变量: 因为
所以
令
所以 与 具有相同的零点;
当且仅当 时, ,所以 单调递增;
因此 至多有一个零点,即 至多有一个零点;
又
则
所以
所以
因此 存在一个零点,即 存在一个零点;
不分离变量:
① 若 是 的零点,
则 , 仅有一个零点,满足题意;
② 若 不是 的零点,
此时 , 仅有一个零点等价于
仅有一个解;
令
则 仅有一个零点等价于 仅有一个零点,
与 正负号相同,又 ,所以 为单调函数;
则
所以 仅有一个零点,即 仅有一个零点。
注: 上述步骤中找到特殊点 与 ,就涉及一种方法:将原函数分成单调性相同、零点易求且不相等的两部分,则两个特殊点即分别为这两部分的零点;比如一个简单的例子 :
即将 分成单调性相同、零点易求且不相等的两部分 与 ,则两个特殊点为 , ,所以 ,结合下图 7 理解一下。
图7
2、全国Ⅰ理科导数压轴
【全国Ⅰ理】 已知
(1) 若讨论 的单调性;
(2) 若 有两个零点,求 的取值范围。
解析:
(1)
① 当 时, , 在 上单调递减;
② 当 时,
时, , 单调递减;
时, , 单调递增;
(2) 由 (1) 可知,
① 当 时, , 在 上单调递减, 至多存在一个零点,不符合题意;
② 当 时,
时, , 单调递减;
时, , 单调递增;
若 存在两个零点,则
令 ,
所以 单调递增,又
所以 得
由 的单调性可知, 在 上存在一个零点;
令 , ,
当 时, , 单调递增,
所以
因此 ,所以
而
所以
所以取
,
由 的单调性可知, 在 上存在一个零点;
综上所述, 的取值范围为
注:(找点过程) 因为 仅是 有两个零点的必要条件,所以还要证明充分性,也就是需要分别验证 与 上是否各存在一个零点。
这样又到了找点环节,显然 时, ,因此先看看 这个特殊点的取值, ,由于 在 上单调递减,因此还需找一个 上的特殊点 使得
不容易直接看特殊点,因此这里需要将 放缩成一个比较容易看的代数式,在 上显然有 成立,因此 , ,即可得到 ,因此 ,这样就找到了第一个“特殊点” ;
接下来在 上寻找 使得 ,同理,这里仍要对 进行放缩,由于此时 ,将 缩小不是那么容易,因此选择缩小 ,一个非常显然的放缩是 ,而 ,这样就将 放缩成一个比较容易处理的形式:
显然取 即可;
3、全国Ⅰ理科导数压轴
【全国Ⅰ理】 已知 有两个零点
(1) 求 的取值范围;
解析:
(1)
1) 当 时, ,仅有一个零点,不符合题意;
2) 当 时,
① 若 , 令 得 ,,所以
时, , 单调递增;
时, , 单调递减;
时, , 单调递增;
所以 时,
因此 不存在零点,
又 在 上单调递增,因此 至多存在一个零点,不符合题意;
② 若 ,
当且仅当 时, ,因此 单调递增,至多存在一个零点,不符合题意;
③ 若 ,令 得 , ,所以
时, , 单调递增;
时, , 单调递减;
时, , ;
所以 时, , ,因此 ,不存在零点;
又 在上单调递增,因此 至多存在一个零点,不符合题意;
3) 当 时,
令 得 ,所以
时, , 单调递减;
时, , 单调递增;
又
结合 单调性, 在 有一个零点;
令 得 且
此时又因为 ,则 ,
结合 单调性, 在 有一个零点;
满足题意
综上所述, 的取值范围为 .
注:(找点过程) 为了方便找这个 ,并没在 上找,而是直接在 上找,这也是找“特殊点”时常用的技巧,一定要记得在处理类似的零点存在问题时,我们并不关心零点具体在什么位置,我们只要知道它存在就可以了,同样,我们找“特殊点”也不关注它是不是将零点夹的很紧,只要方便算出它保证函数值大于零或者小于零,这就是好的“特殊点”。
另一种找到这个 的方法,
当 时, ,
所以
令 ,由于 ,方程存在两个根,设为 ,
由根与系数的关系可知 ,所以 , 异号,设
则
结合 单调性, 在 有一个零点;
五、模考中的取点卡根问题
【24届安徽“江南十校”联考T18】 已知函数 ,
(1) 证明: 在 上有唯一零点 ;
(2) 设函数
① 当 时,求函数 的单调区间;
② 当 时,讨论函数 零点的个数.
解析:
(1)
由 得,
令 ,则
所以 为 上的增函数
又
若 ,由于 且
若 ,由于
且
综上:存在唯一零点 ,使得
即 在 上有唯一零点
(2)
① 由 (1) 知, 有唯一零点 且为增函数,所以 的根为
又
则
所以由 得 或
由 得
所以函数 的递增区间是 和 ;递减区间是
② 由 得 是函数 的一个零点.
(i) 若 ,由①同理可得
当 时, ,则 单调递增
当 时, ,则 单调递减
当 时, ,则 单调递增
又因为 的极大值
所以 仅有一个零点 ;
(ii) 若 ,则 ,即
则 ,所以 时, 单调递增
所以 仅有一个零点 ;
(iii) 若 ,则 ,即
当 时, ,则 单调递增
当 时, ,则 单调递减
当 时, ,则 单调递增$ $
所以 的极大值为
因为 ,所以
当 时,
当 时,
所以 仅有一个零点 ;
综上:当 时,函数 仅有一个零点 .
【24 届星云 2 月线上调研 T19】 已知函数
(1) 讨论 的单调性;
(2) 设 , 分别为 的极大值点和极小值点,记 ,
(i) 证明:直线 与曲线 交于另一点 ;
(ii) 在 (i) 的条件下,判断是否存在常数 ,使得 . 若存在,求 ;若不存在,说明理由.
附: ,
解析:
图 8
(1)
令 得 或
当 时, ;当 时,
所以 在 , 单调递增,在 单调递减.
(2) 由 (1) 得 ,
(i) 直线 的方程为 ,即
图 9
由 得
设
则
令 得
当 时, ;当 时,
所以 在 单调递减,在 单调递增.
图 10
因为 , , 所以 有且仅有 个零点 ,,其中
这表明方程 的解集为
即直线 与曲线 交于另一点 ,且 的横坐标为
(ii) 由 (i) 得 ,
取对数得
假设存在常数 ,使得 ,
则
所以 ,代入 式可得
设 ,则
令 得
当 时, ;当 时,
所以 在 单调递减,在 单调递增.
因为 , ,
所以存在唯一的 ,使得 . 此时
因此,存在常数 ,使得 ,且
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导数取点卡根技巧
一、 型
1、 模型的取点过程
2、该模型的变式
二、 型
1、 模型的取点过程
2、该模型的变式
三、 型
1、 模型的取点过程
2、该模型的变式
四、三道高考题教你学会找点取点
1、全国Ⅱ文科导数压轴
2、全国Ⅰ理科导数压轴
3、全国Ⅰ理科导数压轴
五、模考中的取点卡根问题
一、 型
1、 模型的取点过程
先以 的零点个数问题来讨论该模型的取点过程
① 时, 个零点
此时 , 单调递增;
(这一步用到了基本不等式: 时, ,当且仅当 取等号)
图1.
故 ,结合 的单调性与零点存在定理, 在 上存在一个零点;
② 时, 个零点
此时 ,存在一个零点
③ 时, 个零点
当 时, , 单调递增;
当 时, , 单调递减;
若 ,则
(这一步用到了放缩不等式 ,当且仅当 取等号)
(不能判断正负)
(这一步用到了放缩不等式 , ; )
图2.
故 , ,结合 的单调性与零点存在定理, 在 与 上各存在一个零点;
④ 时, 个零点
当 时, , 单调递增;
当 时, , 单调递减;
故存在一个零点
⑤ 时,无零点
当 时, , 单调递增;
当 时, , 单调递减;
故不存在零点;
2、该模型的变式
以下变式都可以经过换元以及其它等价变形转化得到该模型,进而用到上面的取点过程
(2)
(3)
(4)
(5)
(6) **
(7)
(8)
(9) (、 为常数且 )
简单说明:
(2)
记 ,则
(3)
记 ,则
(4)
记 ,则
(5)
令 ,即 ,
则
记 ,则
(6)
令 ,即 ,
则
记 ,则
(7)
令 ,即 ,
则
记 ,则
(8)
令 ,即 ,则
记 ,则
(9) (、 为常数且 )
令 ,即 ,
则
记 ,则
二、 型
1、 模型的取点过程
先以 的零点个数问题来讨论该种模型的取点过程
① 时, 个零点
此时 , 单调递增;
图3.
故 ,结合 的单调性与零点存在定理, 在 上存在一个零点;
② 时,无零点
此时 ,故不存在零点;
③ 时,无零点
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增;
故不存在零点;
④ 时, 个零点
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增;
若 ,则
(这一步用到了放缩不等式 , , )
图4.
故 , ,结合 的单调性与零点存在定理, 在 与 上各存在一个零点;
2、该模型的变式
以下变式都可以经过换元以及其它等价变形转化得到该模型,进而用到上面的取点过程
(2)
(3) ,(为常数且 )
(4)
(5)
(6)
(7)
(8) ,(、 为常数且 )
(9)
(10) ,( 为常数)
(11)
(12) ,(、 为常数)
(13)
简单说明:
(2)
令 ,即 ,
记 ,则
(3) ,( 为常数且 )
令 ,即 ,
记 ,则
(4)
(5)
记 ,则
(6)
,等号两端同时平方再移项得:
令 ,即 ,则
记 ,则等价于
(7)
,等号两端同时开方再移项得:
令 ,即 ,则
记 ,则等价于
(8) ,( 为常数且 )
等号两端同时开方再移项得:
令 ,即
则
记 ,则等价于
(9)
记 ,则
(10) ,( 为常数)
记 ,则
(11)
令 ,即
则
记 ,则
(12) ,(、 为常数)
令 ,即 ,
则
记 ,则
(13)
令 ,即
记 ,则
三、 型
1、 模型的取点过程
先以 的零点个数问题来讨论该模型的取点过程
① 时,无零点
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增;
故不存在零点;
② 时, 个零点
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增;
故有 个零点;
③ 时, 个零点
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增;
若 ,则
(这一步用到了放缩不等式 , ; )
图5.
故 , ,结合 的单调性与零点存在定理, 在 与 上各存在一个零点;
④ 时, 个零点
此时 ,存在一个零点
⑤ 时, 个零点
此时 , 单调递增;
若 ,则
(这一步用到了放缩不等式 ,当且仅当 取等号)
图6.
故 ,结合 的单调性与零点存在定理, 在 存在一个零点;
2、该模型的变式
以下变式都可以经过换元以及其它等价变形转化得到该模型,进而用到上面的取点过程
(2)
(3)
(4)
(5) ,( 为常数且 )
(6)
(7)
(8)
简单说明:
(1)
记 ,则
(2)
(3)
令 ,即
则
记 ,则
(4) ,( 为常数且 )
令 ,即
则
记 ,则
(5)
令 ,即 ,则
(6)
令 ,即 ,
则
(7)
令 ,即 ,则
四、三道高考题教你学会找点取点
1、全国Ⅱ文科导数压轴
【全国Ⅱ文】 已知
(1) 若 ,求 的单调区间;
(2) 证明: 只有一个零点。
解析:
(1)
(2)
分离变量:
不分离变量:
注: 上述步骤中找到特殊点 与 ,就涉及一种方法:将原函数分成单调性相同、零点易求且不相等的两部分,则两个特殊点即分别为这两部分的零点;比如一个简单的例子 :
即将 分成单调性相同、零点易求且不相等的两部分 与 ,则两个特殊点为 , ,所以 ,结合下图 7 理解一下。
图7
2、全国Ⅰ理科导数压轴
【全国Ⅰ理】 已知
(1) 若讨论 的单调性;
(2) 若 有两个零点,求 的取值范围。
解析:
(1)
(2)
注:(找点过程) 因为 仅是 有两个零点的必要条件,所以还要证明充分性,也就是需要分别验证 与 上是否各存在一个零点。
这样又到了找点环节,显然 时, ,因此先看看 这个特殊点的取值, ,由于 在 上单调递减,因此还需找一个 上的特殊点 使得
不容易直接看特殊点,因此这里需要将 放缩成一个比较容易看的代数式,在 上显然有 成立,因此 , ,即可得到 ,因此 ,这样就找到了第一个“特殊点” ;
接下来在 上寻找 使得 ,同理,这里仍要对 进行放缩,由于此时 ,将 缩小不是那么容易,因此选择缩小 ,一个非常显然的放缩是 ,而 ,这样就将 放缩成一个比较容易处理的形式:
显然取 即可;
3、全国Ⅰ理科导数压轴
【全国Ⅰ理】 已知 有两个零点
(1) 求 的取值范围;
解析:
(1)
注:(找点过程) 为了方便找这个 ,并没在 上找,而是直接在 上找,这也是找“特殊点”时常用的技巧,一定要记得在处理类似的零点存在问题时,我们并不关心零点具体在什么位置,我们只要知道它存在就可以了,同样,我们找“特殊点”也不关注它是不是将零点夹的很紧,只要方便算出它保证函数值大于零或者小于零,这就是好的“特殊点”。
另一种找到这个 的方法,
当 时, ,
所以
令 ,由于 ,方程存在两个根,设为 ,
由根与系数的关系可知 ,所以 , 异号,设
则
结合 单调性, 在 有一个零点;
五、模考中的取点卡根问题
【24届安徽“江南十校”联考T18】 已知函数 ,
(1) 证明: 在 上有唯一零点 ;
(2) 设函数
① 当 时,求函数 的单调区间;
② 当 时,讨论函数 零点的个数.
解析:
(1)
(2)
①
②
【24 届星云 2 月线上调研 T19】 已知函数
(1) 讨论 的单调性;
(2) 设 , 分别为 的极大值点和极小值点,记 ,
(i) 证明:直线 与曲线 交于另一点 ;
(ii) 在 (i) 的条件下,判断是否存在常数 ,使得 . 若存在,求 ;若不存在,说明理由.
附: ,
解析:
图 8
(1)
(2)
(i)
图 9
图 10
(ii)
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