
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)設(shè)函數(shù)F(x)=f(x)-g(x),試判斷F(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),0))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2)))內(nèi)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).
思路分析
?求f′?x?,判斷f′?x?的符號(hào)
↓
?等價(jià)變形F?x?=0,構(gòu)造新函數(shù)h?x?=xsin x-excs x
↓
?分類討論h?x?的單調(diào)性
解 (1)函數(shù)f(x)=eq \f(ex,x)的定義域?yàn)閧x|x≠0},
f′(x)=eq \f(exx-ex,x2)=eq \f(ex?x-1?,x2),
令f′(x)=0,得x=1.
當(dāng)x∈(-∞,0)時(shí),f′(x)0,
h′(x)=ex(sin x-cs x)+(xcs x+sin x)>0,
則h(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4),\f(π,2)))上單調(diào)遞增.
又heq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)))=eq \f(π,2)>0,
heq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)))=eq \f(\r(2),2)·eq \f(π,4)-eq \f(\r(2),2)·
所以h(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4),\f(π,2)))上存在一個(gè)零點(diǎn).
綜上,h(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),0))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2)))上零點(diǎn)個(gè)數(shù)為2,
即F(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),0))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2)))上的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為2.
[子題1] (2021·全國(guó)甲卷改編)已知a>0且a≠1,函數(shù)f(x)=eq \f(xa,ax)(x>0),若曲線y=f(x)與直線y=1有且僅有兩個(gè)交點(diǎn),求a的取值范圍.
解 f(x)=eq \f(xa,ax)=1?ax=xa?xln a=aln x?eq \f(ln x,x)=eq \f(ln a,a),
設(shè)函數(shù)g(x)=eq \f(ln x,x),
則g′(x)=eq \f(1-ln x,x2),
令g′(x)=0,得x=e,
在(0,e)上,g′(x)>0,g(x)單調(diào)遞增;
在(e,+∞)上,g′(x)
這是一份2024年高考數(shù)學(xué)重難點(diǎn)突破講義:學(xué)案 第3講 導(dǎo)數(shù)與函數(shù)零點(diǎn),共8頁。
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