内容正文:
微练(二十七)
导数与函数的零点
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
1
2
3
4
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
1
2
3
4
解析
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
1
2
3
4
证明
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
1
2
3
4
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
1
2
3
4
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
1
2
3
4
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
8
1
2
3
4
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
1
2
3
4
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
1
2
3
4
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
1
2
3
4
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
1
2
3
4
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
1
2
3
4
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
1
2
3
4
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
1.设函数f(x)=-kln x,k>0.
(1)求f(x)的单调区间和极值;
函数f(x)的定义域为(0,+∞).由f(x)=-kln x(k>0),得f′(x)=x-=.由f′(x)=0,解得x=(负值舍去).f′(x)与f(x)在区间(0,+∞)上随x的变化情况如下表.
x
(0,)
(,+∞)
f′(x)
-
0
+
f(x)
↘
↗
所以f(x)的单调递减区间是(0,),单调递增区间是(,+∞).f(x)在x=处取得极小值f()=,无极大值.
(2)证明:若f(x)存在零点,则f(x)在区间(1,]上仅有一个零点.
由(1)知,f(x)在区间(0,+∞)上的最小值为f()=.因为f(x)存在零点,所以≤0,从而k≥e.当k=e时,f(x)在区间(1,]上单调递减且f()=0,所以x=是f(x)在区间(1,]上的唯一零点;当k>e时,f(x)在区间(1,]上单调递减且f(1)=>0,f()=<0,所以f(x)在区间(1,]上仅有一个零点.综上可知,若f(x)存在零点,则f(x)在区间(1,]上仅有一个零点.
2.已知函数f(x)=ex cos x.
(1)求f(x)在区间内的极大值;
由题得f′(x)=ex(cos x-sin x)=excos,当x∈时,f′(x)>0,当x∈时,f′(x)<0,则f(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减,所以f(x)在区间内的极大值为f=e.
(2)令函数h(x)=-1,当a>时,试讨论h(x)在区间内零点的个数.
h(x)=-1=axcos x-1,则h′(x)=a(cos x-xsin x),令φ(x)=cos x-xsin x,则φ′(x)=-2sin x-xcos x<0,所以φ(x)在区间上单调递减.又φ(0)=1>0,φ=-<0,故存在x0∈,使得φ(x0)
=0,当x∈(0,x0)时,φ(x)>0,即h′(x)>0,h(x)在区间(0,x0)上单调递增;当x∈时,φ(x)<0,即h′(x)<0,h(x)在区间上单调递减.因为h(0)=-1<0,h=-1<0,又a>,所以h=a-1>×-1=0,所以h(x)在区间,内各有一个零点,即h(x)在区间内有且仅有两个零点.
3.设函数f(x)=-x2+ax+ln x(a∈R).
(1)当a=-1时,求函数f(x)的单调区间;
函数f(x)的定义域为(0,+∞),当a=-1时,f′(x)=-2x-1+=,令f′(x)=0,得x=(负值舍去),当0<x<时,f′(x)>0;当x>时,f′(x)<0.所以f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)若函数f(x)在上有两个零点,求实数a的取值范围.
令f(x)=-x2+ax+ln x=0,得a=x-.令g(x)=x-,其中x∈,则g′(x)=1-=,令g′(x)=0,易得x=1,当≤x<1时,g′(x)<0;当1<x≤3时,g′(x)>0,所以g(x)的单调递减区间为,单调递增区间为(1,3].所以g(x)min=g(1)=1,因为函数f(x)在
上有两个零点,g=3ln 3+,g(3)=3-,3ln 3+>3-,所以实数a的取值范围是.
4.已知函数f(x)=e2x+(2a-1)ex-2x-,a∈R.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
由题意得f′(x)=ae2x+(2a-1)ex-2=(aex-1)(ex+2),a∈R.
①当a≤0 时,f′(x)<0,所以f(x)在R上单调递减.
②当a>0时,令f′(x)=0,则x=ln =-ln a,令f′(x)<0,则x<-ln a;令f′(x) >0,则x>-ln a,所以f(x)在(-∞,-ln a)上单调递减,在(-ln a,+∞)上单调递增.
(2)若f(x)在R上有两个零点,求实数a的取值范围.
由(1)得当a≤0时,f(x)在R上单调递减,所以f(x)在R上至多有一个零点,所以a≤0不符合题意.当a>0时,f(x)在(-∞,-ln a)上单调递减,在(-ln a,+∞)上单调递增,所以f(x)min=f(-ln a)=-+2ln a.
①当a≥1时,-≥0,2ln a≥0,所以f(-ln a)≥0,所以f(x)在R上至多有一个零点,所以a≥1不符合题意.
②当0<a<1时,f(-ln a)<0.因为f(-1)=·++2->->0,所以f(x)在(-1,-ln a)上有一个零点.不妨设g(x)=ex-1-x-,x≥0,易知g′(x)=ex-1-x,x≥0.不妨设k(x)=ex-x-1,x≥0,则k′(x)=ex-1,当x>0时,ex-1>0,即k′(x)>0,k(x)在[0,+∞)上单调递增,k(x)>k(0)=0,则当x>0时,g′(x)>0,g(x)单调递增,g(x)>g(0)=0,得ex-1-x-x2>0,得ex>1+x+.因为·e>>4+>1,所以f=
·e+(2a-1)e-->·e-e--=e-
->·e-1-->3+--=>0,所以f(x)在(-ln a,+∞)上有一个零点,所以0<a<1符合题意.综上,实数a的取值范围为(0,1).
$$