专题六 重温高考压轴题----函数零点问题集锦
函数方程思想是一种重要的数学思想方法,函数问题可以利用方程求解,方程解的情况可借助于函数的图象和性质求解.高考命题常常以基本初等函数为载体,主要考查以下三个方面:(1)零点所在区间——零点存在性定理;(2)二次方程根的分布问题;(3)判断零点的个数问题;(4)根据零点的情况确定参数的值或范围;(5)根据零点的情况讨论函数的性质或证明不等式等.本专题精选高考压轴题及最新高考模拟压轴题,形成函数零点问题集锦,例题说法,高效训练,进一步提高处理此类问题的综合能力.
【典型例题】
类型一 已知零点个数,求参数的值或取值范围 例1.【2018年理新课标I卷】已知函数点,则a的取值范围是
A. [–1,0) B. [0,+∞) C. [–1,+∞) D. [1,+∞) 【答案】C 【解析】 画出函数
的图像,
在y轴右侧的去掉,再画出直线
,之后上下移动,可以发现当直线过
.若g(x)存在2个零
点A时,直线与函数图像有两个交点,并且向下可以无限移动,都可以保证直线与函数的图像有两个交点,即方程
有两个解,也就是函数
有两个零点,此时满足
,即
,故选C.
例2.【2018年理数全国卷II】已知函数(1)若(2)若
,证明:当在
时,
;
.
只有一个零点,求.
【答案】(1)见解析(2)
1
【解析】 (1)当时,
等价于.
设函数,则.
当时,,所以在单调递减.
而
,故当
时,
,即
.
(2)设函数
.
在只有一个零点当且仅当在
只有一个零点.
(i)当时,,
没有零点;
(ii)当时,. 当时,;当
时,.
所以在
单调递减,在单调递增. 故
是
在
的最小值.
①若,即,在没有零点;
②若,即,在只有一个零点;
③若,即,由于,所以在有一个零点,
由(1)知,当时,,所以
.故
在
有一个零点,因此
在
有两个零点. 综上,在
只有一个零点时,
.
类型二 利用导数确定函数零点的个数 例3.【2018年全国卷II文】已知函数.
(1)若,求
的单调区间;
(2)证明:
只有一个零点.
2
【答案】(1)f(x)在(–∞,(2)f(x)只有一个零点. 【解析】
(1)当a=3时,(fx)=
),(,+∞)单调递增,在(,)单调递减.
,f (′x)=.令f (′x)=0解得x=或x=.当
x∈(–∞,f(x)在(–∞,
)∪(
),(
,+∞)时,f ′(x)>0;当x∈(,+∞)单调递增,在(
,
,)时,f ′(x)<0.故)单调递减.
(2)由于,所以等价于.
设=,则g ′(x)=≥0,仅当x=0时g ′(x)=0,所以g(x)在(–∞,+∞)单调
递增.故g(x)至多有一个零点,从而f(x)至多有一个零点. 又f(3a–1)=
综上,f(x)只有一个零点.
类型三 挖掘“隐零点”,证明不等式
例4.【2017课标II,理】已知函数f?x??ax?ax?xlnx,且f?x??0.
2,f(3a+1)=,故f(x)有一个零点.
(1)求a;
(2)证明:f?x?存在唯一的极大值点x0,且e【答案】(1)a?1;(2)证明略. 【解析】
?2?f?x0??2?2.
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