内容正文:
课时6利用导数
研究函数的零点
、考情分析
函数零点问题在高考中占有很重要的地位
围.高考常考查三次函数与复合函数的零
汇问题,一般作为解答题的压轴题出现.
,主要涉及判断函数零点的个数或范
京问题,以及函数零点与其他知识的交
二、考点扫描
考点一数形结合法研究函数零点
例1(2025·江西南昌市模拟节选)已知函数x)=(x
=0时,函数y=x)有3个零点,求b的取值范围
a2+be(a,b∈R).若当a
【解】函数y=x)有3个零点,即关于x的方程x)=0有3个根,
也即关于x的方程b=_心有3个根
令0=
则直线y=b与)=-£的图象有3个交点
g0=xr-2》,
由gx)0解得0<<2;由g(x)>0解得x<0或>2,
所以gx)在(-o,0)上单调递增,在(0,2)上单调递减,在(2,十oo)上单调递增
80)=0,g2)=-4
'
当>0时,gx)K0;当x→+o时,g(x)→0;当x→一o时,
作出gx)的大致图象如图所示,作出直线y=b.
2
=b
4
4
由图可知,若直线y=b与g(x)的图象有3个交点,则一
e
即6的取简范用发〔令)小
gx)→-0,
<b<0,
规律方法:
含参数的函数零点个数,可转化为方程解的个数,
出来后,用x表示参数的函数,作出该函数的图象
若能分离参数,可将参数分离
,根据图象特征求参数的范围
对点训练
设函数x)=ln
x十m,m∈R,试讨
X
论函数g)=fx)-零点的个数
【解】由题意知g)=f)-
m
3
x2
3
0,设06))=-}+x(x>0y,则o6)=-r+
>0,p(x)在(0,1)上单调递增;当x∈(1,
单调递减.所以x=1是px)的唯一极值点,
最大值点,所以(x)的最大值为0(I)=
2
3
结合y=p(x)的图象(如图)可知,
x≥0),令g9=0,得m=-+r>
1=-(x-1)c+1).当x∈(0,1)时,0(x)
+o)时,p'x)<0,px)在(1,十o)上
且是极大值点,所以x=1也是x)的
23
vo(x)
①当m>2时,函数g0)无零点:
3
②当m=2时,
函数gx)有且只有一个零点;
③当0<m<2时,
函数g(x)有两个零点;
④当m≤0时,函数(x)有且只有一个零点
综上所述,当m>2时,函数gx)无零点;当m=二或m
一个零点;当0<m<2时,
函数g(x)有两个零点,
0时,函数gx)有且只有
例2(2025河南安阳一中期末节选)
零点个数
求函数在⑨上的
s)
【解】令上,则=昏二
当≥时,三恒成立,所以f在[匹对上递增,
所以
因此.9在匹>上无零点;
当©时,签恒成立,所以(刈单调递增,
又·,所以f(在Q四上存在唯一的零点x,
当《建单调递减;当单调递增:
又,
因此.f©在Q四上仅有1个零点
综上,四在⑨上仅有1个零点
规律方法:
利用函数性质研究函数的零点,主要是根据函数单调性、奇偶性、最值或极值的
符号确定函数零点的个数,此类问题在求解过程中可以通过数形结合的方法确定
函数存在零点的条件
考点二研究函数零点的性质
例3(2025•新高考Ⅱ卷)已知函数
9李A.其中0k3
(1)证明:,)在区间○父存在唯一的极值点和唯一的零点
(2)设x飞分别为f9在区间⑨>的极值点和零点
设函数,证明:g)在区间(Qx)上单调递减;
②试比较2x与:的大小,并证明你的结论。
【解】(1)由题得
因为国所以父-。设五
则季一(书t在O恒成立,所以在O9单调递减,
4妇4,令4台*头,
所以当丰O树时,寸(,则
少;当s时,对(,则.寸,
所以f八)在(Q6)上单调递增,在(。©对上单调递减,所以f(x)在⑨上
存在唯一极值点,对函数头有《1一在⑨+上恒
成立,所以=在©上单调递减,所以三写
在Q上恒成立又因为⑨毛,x时去条餐车,
所以®时y(,所以存唯一④与,使得毛,即(x在
Q上存在唯一零点
公104刻则女不
则年
才
((并申
长HH
2
(12子
6所子圣,
(
即g)在1O上单调递减
2
2xx证明如下:
由①知:函数g(t)在区间(Qx)上单调递减
所以中即O人②,又毛,
由(1)可知f(d)在(上单调递减,s
且对任意0.寸(,所以
,
规律方法:
涉及函数的零,点(方程的根)问题,主要利用导数确定函数的单调区间和极值点,
根据函数零,点的个数寻找函数在给定区间内的极值以及区间端,点的函数值与0
的关系,从而求得参数的取值范围.
对点训练
已知函数,
(1)1<1
X
2
(2)
x1
S
设,s是f(x的两
个零点求证:
【证明】(1)由题意,不妨设xs,则
之设
93+1>0,则gw)在©3上递增且g0,
X
所以x∈(0,1)时,gx)<0,即9<0,x∈C+时,gx)>0,即fx)>0,所以
x)在(0,1)上单调递减,在Q+)上单调递增方三
(,0<1<1,所以
X
七设以
所以函数gx)单调递增,所以‘,
所以因,即=
又函数()在(O,)上单调递减,所以
0x11,所以1<
光X3
ll
士s
(2)注意到
所以
2
类生生
】
要证
2
,只需,即只需
INH Ix H
Hx
Y
芝令
对空,当时,对.州可单
x,则
调递增,当x时,吼对(,单调递减,又
,所以
所以要证,只需
即
不妨设
则c美当时,7,A)单调递增,当
x>时,(,()单调递增,因为O,所以
学码江廊g因大
74s,所以
上石综上所述,命题证
米
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THANKS