培优课 导数中的函数构造问题、导数与恒成立(能成立)问题、导数与不等式证明、导数与函数零点问题 课件-2025-2026学年高二上学期数学人教A版选择性必修第二册

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摘要:

该高中数学导数单元复习课件系统涵盖函数构造、恒成立与能成立、不等式证明、零点问题四大核心模块,通过典例分析、延伸探究及跟踪训练,将导数应用的关键题型串联成逻辑链,帮助学生构建从基础构造到综合应用的完整知识网络。 其亮点在于采用“问题驱动-变式拓展”复习策略,如函数构造中通过条件变换(如f(x)<-xf'(x)与f(x)<xf'(x)对比)培养数学思维,零点问题结合图像趋势分析强化数学眼光,分层作业(基础整理与提升训练)满足个性化需求,助力学生巩固知识并提升解决复杂问题的能力,为教师提供精准复习教学支持。

内容正文:

导数中的函数构造问题 培优课 第一节 学习目标 1.了解导数中几种常见的构造函数的形式.(重点) 2.会根据要求通过构造函数解决一些简单的问题.(难点) 刘雨萌 一、利用f(x)与x构造 典例分析 学习笔记73页例1  已知f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)为f(x)的导函数,且满足f(x)<-xf'(x),则不等式f(x+1)>(x-1)f(x2-1)的解集是 A.(0,1) B.(2,+∞) C.(1,2) D.(1,+∞) √ 构造函数y=xf(x),x∈(0,+∞), 则y'=f(x)+xf'(x)<0, 所以函数y=xf(x)在(0,+∞)上单调递减. 又因为f(x+1)>(x-1)f(x2-1), 所以(x+1)f(x+1)>(x2-1)f(x2-1), 所以x+1<x2-1,且x2-1>0,x+1>0, 解得x>2, 所以不等式f(x+1)>(x-1)f(x2-1)的解集是(2,+∞). 刘雨萌 延伸探究1 把本例中的条件“f(x)<-xf'(x)”换为“f(x)<xf'(x)”,解不等式(x2+1)f(2x+1)>(2x+1)f(x2+1). 设g(x)=,x∈(0,+∞),则g'(x)=, ∵f(x)<xf'(x), ∴g'(x)>0,故g(x)在(0,+∞)上单调递增, 由(x2+1)f(2x+1)>(2x+1)f(x2+1)得, >, 即g(2x+1)>g(x2+1), 所以解得0<x<2. 即不等式(x2+1)f(2x+1)>(2x+1)f(x2+1)的解集为(0,2). 刘雨萌 用函数单调性比较大小或解不等式时常构造函数,常见的有 (1)对于f'(x)>g'(x),构造h(x)=f(x)-g(x). (2)对于f'(x)+g'(x)>0,构造h(x)=f(x)+g(x). (3)对于f'(x)>a,构造h(x)=f(x)-ax. (4)对于xf'(x)+f(x)>0,构造h(x)=xf(x). (5)对于xf'(x)-f(x)>0,构造h(x)=. 反思与感悟 刘雨萌 跟踪训练1 已知函数f(x)=xln x+x(x-a)2(a∈R).若存在x∈,使得f(x)>xf'(x)成立,则实数a的取值范围是 A. B.C.(,+∞) D.(3,+∞) √ 由f(x)>xf'(x),可得'=<0. 设g(x)==ln x+(x-a)2,则存在x∈,使得g'(x)=+2(x-a)<0成立, 即a>.又x+≥2=, 当且仅当x=,即x=时取等号,所以a>. 刘雨萌 典例分析 二、利用f(x)与ex构造 例2 已知f(x)为R上的可导函数,其导函数为f'(x),且对于任意的x∈R,均有f(x)+f'(x)>0,则 A.f(-2 024)<f(0),e2 024f(2 024)>f(0) B.f(-2 024)<f(0),e2 024f(2 024)<f(0) C.f(-2 024)>f(0),e2 024f(2 024)>f(0) D.f(-2 024)>f(0),e2 024f(2 024)<f(0) √ 构造函数h(x)=exf(x), 则h'(x)=exf(x)+exf'(x)=ex[f(x)+f'(x)]>0,所以函数h(x)在R上单调递增, 故h(-2 024)<h(0),即f(-2 024)<e0f(0),即f(-2 024)<f(0). 同理,h(2 024)>h(0),即e2 024f(2 024)>f(0). 刘雨萌 延伸探究 把本例中的条件“f(x)+f'(x)>0”换为“f'(x)>f(x)”,比较e2 024f(-2 024)和f(0)的大小. 令g(x)=,则g'(x)=, 因为对任意的x∈R,都有f'(x)>f(x), 所以g'(x)>0,即g(x)在R上单调递增, 所以g(-2 024)<g(0),即<, 所以e2 024f(-2 024)<f(0). f(x)与ex构造常见的形式 (1)对于f'(x)+f(x)>0,构造h(x)=exf(x). (2)对于f'(x)>f(x),构造h(x)=. 刘雨萌 跟踪训练2 (多选)已知函数f(x)的导函数为f'(x),且f'(x)<f(x)对任意的x∈R恒成立,则 A.f(ln 2)<2f(0) B.f(2)<e2f(0) C.f(ln 2)>2f(0) D.f(2)>e2f(0) √ √ 令g(x)=,则g'(x)=<0,所以g(x)在R上单调递减,又ln 2>0,2>0, 所以g(ln 2)<g(0),g(2)<g(0), 即<<, 所以f(ln 2)<2f(0),f(2)<e2f(0). 刘雨萌 三、利用f(x)与sin x,cos x构造 典例分析 例3 (多选)已知定义在上的函数f(x)的导函数为f'(x),且f(0)=0,f'(x)cos x+f(x)sin x<0,则下列判断中正确的是 A.f <f  B.f >0 C.f>f  D.f >f √ √ 令g(x)=,x∈, 则g'(x)=, 因为f'(x)cos x+f(x)sin x<0,所以g'(x)=<0在上恒成立,因此函数g(x)=上单调递减, 刘雨萌 令g(x)=,x∈, 则g'(x)=, 因为f'(x)cos x+f(x)sin x<0,所以g'(x)=<0在上恒成立,因此函数g(x)=上单调递减, 又<,所以g>g,即>,即f >f,故A错误; 又f(0)=0,所以g(0)==0,所以g(x)=≤0在上恒成立, 因为ln∈,所以f <0,故B错误; 又<,所以g>g,所以>,即f >f,故C正确; 又<,所以g>g,所以>,即f >f ,故D正确. 刘雨萌 反思感悟 f(x)与sin x,cos x构造常见的形式 (1)对于f'(x)sin x+f(x)cos x>0,构造函数h(x)=f(x)sin x. (2)对于f'(x)sin x-f(x)cos x>0,构造函数h(x)=. (3)对于f'(x)cos x-f(x)sin x>0,构造函数h(x)=f(x)cos x. (4)对于f'(x)cos x+f(x)sin x>0,构造函数h(x)=. 刘雨萌 跟踪训练3 已知函数y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,函数y=f(x)对于任意的x∈(0,π),满足f'(x)sin x>f(x)cos x(其中f'(x)是函数f(x)的导函数),则下列不等式成立的是 A.f >-f  B.f<-f C.f >2f D.f <f √ 刘雨萌 由已知,得f(x)为奇函数,由函数y=f(x)对于任意的x∈(0,π), 满足f'(x)sin x >f(x)cos x,得f'(x)sin x-f(x)cos x>0,令g(x)=,则g'(x)= ,当x∈(0,π)时,g'(x)>0, 所以g(x)在(0,π)上单调递增.对于A,>, 即f >f,所以f=-f<-f,故A错误; 对于B,>,即f>f=-f,故B错误; 对于C,<f>2f,故C正确; 对于D,>f >f,故D错误. 刘雨萌 课堂小结 1.知识清单: (1)几种常见的构造形式. (2)掌握由导函数的结构形式构造原函数的方法. 2.方法归纳:构造法. 3.常见误区:不能正确构造出符合题意的函数. 刘雨萌 随堂演练 1.已知f(x)是定义在(0,+∞)上的可导函数,且满足xf'(x)+f(x)≤0,对任意的正数a,b,若a<b,则必有 A.bf(b)≤af(a) B.bf(a)≤af(b) C.af(a)≤bf(b) D.af(b)≤bf(a) √ 2.已知函数y=f(x)(x∈R)满足f(2)=1,且f(x)的导函数f'(x)<1,则f(x)>x-1的解集为 A.{x|-2<x<2} B.{x|x<2} C.{x|x<-2或x>2} D.{x|x>2} √ 刘雨萌 3.若函数y=f(x)的定义域为R,对于∀x∈R,f'(x)<f(x),且f(x+1)为偶函数,f(2)=1,则不等式f(x)<ex的解集为 A.(2,+∞) B.(0,+∞) C.(-∞,0) D.(-∞,2) 随堂演练 √ 4.函数f(x)定义在上,f =,其导函数是f'(x),且f(x)·cos x<f'(x)· sin x恒成立,则不等式f(x)>2sin x的解集为    .   刘雨萌 基础作业 (1)整理本节课的题型; 提升作业 练透133页作业25 课后作业 刘雨萌 导数与恒成立(能成立) 培优课 第二节 学习目标 会利用导数研究恒成立和能成立问题.(难点) 刘雨萌 典例分析 一、恒成立问题 例1  已知函数f(x)=ln x-. (1)当a=-1时,求f(x)的极值; 当a=-1时, f(x)=ln x+,定义域为(0,+∞), 则f'(x)=-=, 当0<x<1时,f'(x)<0, 当x>1时,f'(x)>0, 则f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增, 所以f(x)有极小值f(1)=1,无极大值. 刘雨萌 例1  已知函数f(x)=ln x-. (2)若f(x)≥0恒成立,求实数a的取值范围. 因为f(x)≥0恒成立, 得∀x>0,a≤xln x, 令g(x)=xln x,x>0, 则g'(x)=1+ln x, 当0<x<时,g'(x)<0, 当x>时,g'(x)>0, 即函数g(x)在上单调递减,在上单调递增, 因此g(x)min=g=-, 则a≤-, 所以实数a的取值范围为. 刘雨萌 反思与感悟 由不等式恒成立求参数的取值范围的策略 (1)求最值法:将恒成立问题转化为利用导数求函数的最值问题. (2)分离参数法:将参数分离出来,进而转化为a>f(x)max或a<f(x)min的形式,通过导数求出f(x)的最值,即得参数的取值范围. 刘雨萌 跟踪训练1 已知函数f(x)=ln x-kx,且k>0,若f(x)≤在x∈(0,+∞)上恒成立,求k的最小值. 若f(x)≤在x∈(0,+∞)上恒成立,则ln x-kx-≤0在x∈(0,+∞)上恒成立, 令h(x)=ln x-kx-(x>0),则h(x)max≤0, 令h'(x)=-k+==0,则x=-(舍去)或x=, 当0<x<时,h'(x)>0,h(x)单调递增; 当x>时,h'(x)<0,h(x)单调递减,所以h(x)max=h=ln -k·-=ln ≤0, 则0<≤1,即k≥,故k的最小值为. 刘雨萌 典例分析 二、能成立问题 例2  已知函数f(x)=ex-ax-1. (1)当a=1时,求f(x)的单调区间与极值; 当a=1时,f(x)=ex-x-1,所以f'(x)=ex-1, 当x<0时,f'(x)<0;当x>0时,f'(x)>0, 所以f(x)的单调递减区间为(-∞,0),单调递增区间为(0,+∞), 所以当x=0时,函数f(x)有极小值f(0)=0,无极大值. (2)若f(x)≤x2在x∈[0,+∞)上有解,求实数a的取值范围. 刘雨萌 例2  已知函数f(x)=ex-ax-1. (2)若f(x)≤x2在x∈[0,+∞)上有解,求实数a的取值范围. 显然当x=0时,不等式恒成立; 当x>0时,f(x)≤x2在(0,+∞)上有解,即ex-x2-ax-1≤0在(0,+∞)上有解, 即a≥-在(0,+∞)上有解, 令g(x)=-,x>0,则g'(x)=-=. 由(1)知当x>0时,ex-(x+1)>e0-0-1=0, 故当0<x<1时,g'(x)<0;当x>1时,g'(x)>0, 所以g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增, 所以当x=1时,g(x)min=e-2,所以a≥e-2, 综上可知,实数a的取值范围是[e-2,+∞). 刘雨萌 反思与感悟 (1)不等式有解问题可类比恒成立问题进行转化,要理解清楚两类问题的差别. (2)含参数的不等式能成立(存在性)问题的转化方法 ①若a>f(x)在x∈D上能成立,则a>f(x)min; ②若a<f(x)在x∈D上能成立,则a<f(x)max. 刘雨萌 跟踪训练2 已知函数f(x)=ln x-x2. (1)求函数f(x)在上的最大值和最小值; 因为函数 f(x)=ln x-x2,x∈, 所以f'(x)=-x=, 令f'(x)=0,则x=1或x=-1(舍去). 当≤x<1时,f'(x)>0;当1<x≤4时,f'(x)<0, 所以函数f(x)在上单调递增,在(1,4]上单调递减, 所以当x=1时,f(x)取得最大值,最大值为f(1)=-, 又f =ln-=-ln 2-,f(4)=2ln 2-8,f -f(4)=-3ln 2-+8>-3-+8>0, 所以f>f(4),所以当x=4时,f(x)取得最小值,最小值为f(4)=2ln 2-8, 故f(x)在上的最大值为-,最小值为2ln 2-8. 刘雨萌 易知f(x)的定义域为(0,+∞), 故不等式f(x)>(2-a)x2可化为2-a<-. 记g(x)=-,x>0,则原不等式有解可转化为2-a<g(x)max. 易得g'(x)=,当x∈(0,)时,g'(x)>0;当x∈(,+∞)时,g'(x)<0, 所以函数g(x)在(0,,+∞)上单调递减, 故g(x)max=g()=-,所以2-a<-, 解得a>-. 所以实数a的取值范围为. (2)若不等式f(x)>(2-a)x2有解,求实数a的取值范围. 跟踪训练2 已知函数f(x)=ln x-x2. 刘雨萌 29 课堂小结 1.知识清单: (1)恒成立问题. (2)能成立问题. 2.方法归纳:转化法、分类讨论. 3.常见误区:求错构造的函数最值. 刘雨萌 随堂演练 1.若不等式ax2≥ln x恒成立,则实数a的取值范围是 A. B.C. D. √ 2.函数f(x)=+x2-2x-a(x>0),若恒有f(x)≥0,则实数a的取值范围是 A.(e,+∞) B.[e-1,+∞) C.(-∞,e-1] D.(-∞,0] √ 3.已知函数f(x)=x2-2ln x,若在定义域内存在x0,使得不等式f(x0)-m≤0成立,则实数m的最小值是 A.2 B.-2 C.1 D.-1 √ 4.已知不等式ax≤(2x+1)ex对任意x∈[1,+∞)恒成立,则正实数a的取值范围是    . (0,3e] 刘雨萌 基础作业 (1)整理本节课的题型; 提升作业 练透135页作业26 课后作业 刘雨萌 本节内容结束 导数与不等式证明 培优课 第三节 学习目标 1.会用移项来构造函数证明不等式. 2.会用拆分来构造函数证明不等式. 3.会利用两个常见的不等式进行合理放缩证明不等式. 刘雨萌 一、移项构造差函数证明不等式 典例分析 例1  证明不等式ln(x+1)≤x. 由题意知x>-1,令f(x)=ln(x+1)-x,所以f'(x)=-1=, 所以当-1<x<0时,f'(x)>0; 当x>0时,f'(x)<0,故f(x)在(-1,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减, 所以f(x)有最大值f(0)=0, 故有f(x)=ln(x+1)-x≤f(0)=0, 即ln(x+1)≤x成立. 注:待证不等式的两边含有同一个变量时,一般地,可以直接构造“左减右”或“右减左”的函数,利用导数研究其单调性等相关函数性质证明不等式. 刘雨萌 跟踪训练1 已知x>0,求证:<ln(1+x). 令g(x)=ln(1+x)-, 当x>0时,g'(x)=-=>0, 即当x>0时,函数g(x)单调递增, 则g(x)>g(0)=0. 故g(x)=ln(1+x)->0, 即当x>0时,<ln(1+x). 刘雨萌 二、拆分函数证明简单的不等式 典例分析 例2  已知函数f(x)=ln x+x,证明:xf(x)<ex. 要证xf(x)<ex,即证x2+xln x<ex(x>0),即证1+<(x>0). 令函数g(x)=1+(x>0),则g'(x)=. 令g'(x)>0,得x∈(0,e);令g'(x)<0,得x∈(e,+∞), 所以g(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减, 所以g(x)max=g(e)=1+, 令函数h(x)=(x>0),则h'(x)=. 当x∈(0,2)时,h'(x)<0;当x∈(2,+∞)时,h'(x)>0, 所以h(x)在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增, 所以h(x)min=h(2)=. 因为->0,所以h(x)min>g(x)max,即1+<,从而xf(x)<ex得证. 刘雨萌 若直接求导后导数式比较复杂或无从下手,可将待证式进行变形,构造两个函数,转化为求这两个函数的最值问题,从而达到证明的目标.在证明过程中,合理的变形是关键. 反思与感悟 刘雨萌 跟踪训练2 已知函数f(x)=eln x-ax(a∈R). (1)讨论函数f(x)的单调性; f'(x)=-a(x>0), ①若a≤0,则f'(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增; ②若a>0,则当0<x<时,f'(x)>0; 当x>时,f'(x)<0,∴f(x)在上单调递减. 综上,当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;当a>0时,f(x)在上单调递减. 刘雨萌 40 (2)当a=e时,证明:xf(x)-ex+2ex≤0. ∵x>0,∴只需证f(x)≤-2e, 当a=e时,由(1)知,f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减, ∴f(x)max=f(1)=-e. 设g(x)=-2e(x>0),则g'(x)=, ∴当0<x<1时,g'(x)<0;当x>1时,g'(x)>0, 故g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增, ∴g(x)min=g(1)=-e,则f(x)≤f(x)max=g(x)min≤g(x). ∴当x>0时,f(x)≤g(x),即f(x)≤-2e,即xf(x)-ex+2ex≤0. 刘雨萌 41 三、放缩证明不等式 典例分析 例3  已知函数f(x)=x2-(a-2)x-aln x(a∈R). (1)讨论函数f(x)的单调性; 函数f(x)的定义域是(0,+∞),f'(x)=2x-(a-2)-=, 当a≤0时,f'(x)>0对任意x∈(0,+∞)恒成立, ∴函数f(x)在区间(0,+∞)上单调递增; 当a>0时,由f'(x)>0得x>, 由f'(x)<0,得0<x<, ∴函数f(x)在区间上单调递减. 刘雨萌 (2)当a=1时,证明:对任意的x>0,f(x)+ex>x2+x+2. 当a=1时,f(x)=x2+x-ln x,要证明f(x)+ex>x2+x+2, 只需证明ex-ln x-2 >0,先证明当x>0时,ex>x+1,令g(x)=ex-x-1, 则g'(x)=ex-1,当x>0时,g'(x)>0,g(x)单调递增, ∴当x>0时,g(x)>g(0)=0,即ex>x+1, ∴ex-ln x-2>x+1-ln x-2=x-ln x-1. 令h(x)=x-ln x-1(x>0), 则h'(x)=1-=(x>0),易知h(x)在(0,1)上单调递减,在[1,+∞)上单调递增, ∴h(x)≥h(1)=0,即x-ln x-1≥0成立, ∴f(x)+ex>x2+x+2成立. 刘雨萌 对于某些不等式,直接构造函数不易求其最值,可以适当地利用熟知的函数不等式ex≥x+1,ln x≤x-1等进行放缩,有利于简化后续导数式的求解或函数值正负的判断;也可以利用局部函数的有界性进行放缩,然后再构造函数进行证明. 反思与感悟 刘雨萌 跟踪训练3 已知函数f(x)=aex-1-ln x-1. (1)若a=1,求f(x)在(1,f(1))处的切线方程; 当a=1时,f(x)=ex-1-ln x-1(x>0), 则f'(x)=ex-1-,∴所求切线斜率为k=f'(1)=0,又f(1)=0, ∴切点为(1,0). ∴所求切线方程为y-0=0(x-1),即y=0. (2)证明:当a≥1时,f(x)≥0. 刘雨萌 ∵a≥1,∴aex-1≥ex-1,∴f(x)≥ex-1-ln x-1. 令g(x)=ex-x-1,∴g'(x)=ex-1. 当x∈(-∞,0)时,g'(x)<0;当x∈(0,+∞)时,g'(x)>0, ∴g(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增, ∴g(x)min=g(0)=0, 故ex≥x+1,当且仅当x=0时取等号. 同理可证ln x≤x-1,当且仅当x=1时取等号. 由ex≥x+1⇒ex-1≥x(当且仅当x=1时取等号), 由x-1≥ln x⇒x≥ln x+1(当且仅当x=1时取等号), ∴ex-1≥x≥ln x+1,即ex-1≥ln x+1, 即ex-1-ln x-1≥0(当且仅当x=1时取等号), 即证得当a≥1时,f(x)≥0. 刘雨萌 课堂小结 1.知识清单: (1)移项构造差函数证明不等式. (2)拆分函数证明简单的不等式. (3)放缩证明不等式. 2.方法归纳:构造法、转化法、分类讨论. 3.常见误区:在证明不等式的转化过程中未做到等价转化. 刘雨萌 随堂演练 1.若x∈(0,+∞),则下列不等式一定成立的是 A.ln x2>ln x B.2x≥x2 C.x2>x D.x>sin x √ 2.已知m,n都是正整数,且em+ln n<m+n,则 A.n>em B.m>em C.n<em D.m>en √ 3.(多选)已知a>b>0,ab=ba,下列结论正确的是 A.b<e B.b>e C.任意a,b满足a·b<e2 D.存在a,b满足a·b>e2 √ √ 4.若函数y=ln(ex-x+a)的值域为R,则实数a的取值范围是     . (-∞,-1] 刘雨萌 基础作业 (1)整理本节课的题型; 提升作业 练透137页作业27 课后作业 刘雨萌 本节内容结束 导数与函数的零点问题 培优课 第四节 学习目标 能够利用导数分析函数的单调性、极值(最值),来确定函数的零点(或方程的根)的存在区间及数量,会根据零点的个数求参数的范围. 刘雨萌 典例分析 一、判断函数零点(或方程解)的个数 例1  给定函数f(x)=ex-x. (1)判断函数f(x)的单调性,并求出f(x)的值域; 函数f(x)的定义域为R, f'(x)=ex-1, 令f'(x)=0,解得x=0. 当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如表所示: 所以f(x)在区间(-∞,0)上单调递减,在区间(0,+∞)上单调递增.当x=0时,f(x)取极小值f(0)=1,也是最小值,故函数f(x)的值域为[1,+∞). x (-∞,0) 0 (0,+∞) f'(x) - 0 + f(x) 单调递减 1 单调递增 刘雨萌 (2)画出函数f(x)=ex-x.的大致图象; 由(1)可知,函数的最小值为1. 函数的图象经过特殊点f(-1)=+1, f(2)=e2-2,f(0)=1, 当x→+∞时,f(x)→+∞,f'(x)→+∞; 当x→-∞时,指数函数y=ex越来越小,趋向于0,因此函数f(x)图象上的点逐渐趋向于直线y=-x,根据上述信息,画出函数f(x)的大致图象如图所示. 刘雨萌 (3)求出方程f(x)=ex-x.,f(x)=m(m∈R)在区间[-1,2]上的根的个数. 截取函数f(x)在区间[-1,2]上的图象如图所示. 由图象知, 当f(0)<m≤f(-1), 即当m∈时,f(x)的图象与直线y=m恰有 两个不同的交点,即当m∈时,方程f(x)=m在区间[-1,2]上恰有两个不同的实根;同理,当m=1或+1<m≤e2-2时,方程f(x)=m在区 间[-1,2]上有唯一的实根; 当m<1或m>e2-2时,方程f(x)=m在区间[-1,2]上无实根. 刘雨萌 反思与感悟 判断零点的个数问题的思路 (1)求出函数的定义域. (2)求导数f'(x)及函数f'(x)的零点. (3)用f'(x)的零点将函数f(x)的定义域划分为若干个区间,列表给出f'(x)在各个区间上的正负,并得出f(x)的单调性与极值. (4)确定f(x)的图象经过一些特殊点,以及图象的变化趋势. (5)画出f(x)的大致图象. 刘雨萌 跟踪训练1 方程(x+1)ex=a(a>0)解的个数为 A.3 B.2 C.1 D.0 √ 设f(x)=(x+1)ex, 所以f'(x)=ex+(x+1)ex=(x+2)ex, 当x>-2时,f'(x)>0,函数f(x)单调递增, 当x<-2时,f'(x)<0,函数f(x)单调递减, 所以f(x)min=f(-2)=-e-2=-<0, 当x→-∞时,f(x)→0-, 当x→+∞时,f(x)→+∞,f(0)=1,f(-1)=0. 函数f(x)的大致图象如图所示, 因为a>0,所以方程(x+1)ex=a(a>0)的解的个数为1. 刘雨萌 典例分析 二、根据零点个数求参数的范围 例2  已知函数f(x)=ln x-mx2+(2-m)x. (1)若函数f(x)的极值点在(2,3)内,求实数m的取值范围; 由f(x)=ln x-mx2+(2-m)x, 则f'(x)=-2mx+2-m=-, 要使函数f(x)的极值点在(2,3)内, 则f'(x)=0在(2,3)上有解, 即mx-1=0在(2,3)上有解,则<m<, 即m的取值范围为. 刘雨萌 例2  已知函数f(x)=ln x-mx2+(2-m)x. (2)若f(x)有两个零点,求实数m的取值范围. 由(1)知f'(x)=-,x>0, 若m≤0,mx-1<0,2x+1>0,则f'(x)>0, 此时函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,不可能有两个零点,不符合题意; 若m>0,又2x+1>0,令f'(x)=0,得x=, 当0<x<时,f'(x)>0,函数f(x)单调递增; 当x>时,f'(x)<0,函数f(x)单调递减, 又当x→0时,f(x)→-∞,当x→+∞时,f(x)→-∞, 要使f(x)有两个零点,则f =ln -+=ln +-1>0恒成立, 设g(x)=ln x+x-1,x>0,则g'(x)=+1>0, 所以函数g(x)在(0,+∞)上单调递增,又g(1)=0, 则>1,解得0<m<1.综上所述,m的取值范围为(0,1). 刘雨萌 反思感悟 由函数零点个数求参数范围问题的解题思路 (1)对函数求导,确定函数的单调性和极值点. (2)结合函数的极值以及函数图象的趋势,研究零点个数. (3)根据所需零点个数,建立不等式或画出函数简图,得参数范围. 刘雨萌 跟踪训练2 已知函数f(x)=e2x-ax2(a∈R). (1)若曲线y=f(x)在x=1处的切线在两坐标轴上的截距相等,求a的值; 因为f(x)=e2x-ax2,所以f'(x)=2e2x-2ax, 所以f'(1)=2e2-2a,f(1)=e2-a, 所以曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为 y-f(1)=f'(1)(x-1),即y=(2e2-2a)x-e2+a. 令y=0,则2(e2-a)x=e2-a, 若e2-a=0,则a=e2,则切点为(1,0),切线为y=0,不符合题意; 若e2-a≠0,则x=,令x=0,则y=a-e2. 又切线在两坐标轴上的截距相等,即=a-e2,故a=+e2. 刘雨萌 (2)已知函数f(x)=e2x-ax2(a∈R). 是否存在实数a,使得f(x)有3个零点?若存在,求实数a的取值范围;若不存在,请说明理由. 函数f(x)=e2x-ax2有3个零点,等价于方程e2x=ax2有三个解. 易知x=0不是方程的根, 当x≠0时,转化为g(x)=的图象与直线y=a有3个交点. 又g'(x)==, 令g'(x)>0,解得x<0或x>1;令g'(x)<0,解得0<x<1, 所以函数g(x)在(-∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减, 所以当x=1时,函数g(x)取得极小值,极小值为g(1)=e2. 又当x→0时,g(x)→+∞;当x→-∞时,g(x)→0且g(x)>0;当x→+∞时,g(x)→+∞,故函数g(x)的大致图象如图所示,又直线y=a与g(x)的图象有3个交点,所以a>e2,即实数a的取值范围为(e2,+∞). 刘雨萌 课堂小结 1.知识清单: (1)判断函数零点(或方程解)的个数. (2)根据零点个数求参数的范围. 2.方法归纳:转化法、数形结合、分类讨论. 3.常见误区:不能正确分析函数图象的变化趋势,从而不能正确得到函数零点的个数. 刘雨萌 随堂演练 1.函数y=sin x+x的零点个数为 A.0 B.1 C.2 D.3 √ 2.方程x2=xsin x+cos x的实数解的个数是 A.3 B.0 C.2 D.1 √ 3.已知m∈N*,若关于x的不等式-mx->0的解集中有且仅有一个正整数,则m等于 A.1 B.2 C.3 D.4 √ 4.直线y=a与函数y=x3-3x的图象有三个相异的交点,则a的取值范围是   . (-2,2) 刘雨萌 基础作业 (1)整理本节课的题型; 提升作业 练透139页作业28 课后作业 刘雨萌 本节内容结束 $

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