
導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn)在很多時(shí)候是無(wú)法直接求解出來(lái)的,我們稱(chēng)之為“隱零點(diǎn)”,既能確定其存在,但又無(wú)法用顯性的代數(shù)進(jìn)行表達(dá).這類(lèi)問(wèn)題的解題思路是對(duì)函數(shù)的零點(diǎn)設(shè)而不求,通過(guò)整體代換和過(guò)渡,再結(jié)合題目條件解決問(wèn)題.
不含參函數(shù)的隱零點(diǎn)問(wèn)題
(2023·咸陽(yáng)模擬)已知f(x)=(x-1)2ex- x3+ax(x>0)(a∈R).(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;
由題知,f′(x)=(x2-1)ex-a(x2-1)=(x-1)(x+1)(ex-a).若a≤1,當(dāng)00.因此當(dāng)a>1時(shí),f(x)沒(méi)有零點(diǎn).
已知含參函數(shù)f(x,a),其中a為參數(shù),導(dǎo)函數(shù)方程f′(x,a)=0的根存在,卻無(wú)法求出,設(shè)方程f′(x)=0的根為x0,則①有關(guān)系式f′(x0)=0成立,該關(guān)系式給出了x0,a的關(guān)系;②注意確定x0的合適范圍,往往和a的范圍有關(guān).
(2023·石家莊模擬)已知函數(shù)f(x)=x-ln x-2.(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f′(x)0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增,所以函數(shù)f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間是(0,1),單調(diào)遞增區(qū)間是(1,+∞).
(2)若對(duì)任意的x∈(1,+∞),都有xln x+x>k(x-1)成立,求整數(shù)k的最大值.
由(1)知,f(x)=x-ln x-2在(1,+∞)上單調(diào)遞增,f(3)=1-ln 30,因此存在唯一x0∈(3,4),使得f(x0)=0,即x0-ln x0-2=0?ln x0=x0-2,
當(dāng)x∈(1,x0)時(shí),f(x)0,因此函數(shù)g(x)在(1,x0)上單調(diào)遞減,在(x0,+∞)上單調(diào)遞增,
所以整數(shù)k的最大值是3.
1.(2023·荊門(mén)模擬)設(shè)函數(shù)f(x)=ex+bsin x,x∈(-π,+∞).若函數(shù)f(x)在(0,f(0))處的切線(xiàn)的斜率為2.(1)求實(shí)數(shù)b的值;
∵f(x)=ex+bsin x,∴f′(x)=ex+bcs x,由導(dǎo)數(shù)的幾何意義知,f(x)在(0,f(0))處的切線(xiàn)的斜率k=f′(0)=e0+bcs 0=1+b,由已知k=1+b=2,解得b=1.
(2)求證:f(x)存在唯一的極小值點(diǎn)x0,且f(x0)>-1.
由(1)得f(x)=ex+sin x,x∈(-π,+∞),∴f′(x)=ex+cs x,令g(x)=ex+cs x,x∈(-π,+∞),則g′(x)=ex-sin x,當(dāng)x∈(-π,0]時(shí),ex>0,sin x≤0,g′(x)=ex-sin x>0,當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),ex>1,sin x≤1,g′(x)=ex-sin x>0,
∴當(dāng)x∈(-π,+∞)時(shí),g′(x)>0,g(x)在區(qū)間(-π,+∞)上單調(diào)遞增,
∴x=x0是g(x)在(-π,+∞)上的唯一零點(diǎn),∴f′(x)=ex+cs x在區(qū)間(-π,+∞)上單調(diào)遞增,且f′(x0)= ?。玞s x0=0,當(dāng)x∈(-π,x0)時(shí),f′(x)0,f(x)在區(qū)間(x0,+∞)上單調(diào)遞增,∴f(x)存在唯一極小值點(diǎn)x0.又∵?。玞s x0=0,∴?。剑璫s x0,
2.(2023·綿陽(yáng)模擬)已知函數(shù)f(x)=ax-ln x,a∈R.(1)若a= ,求函數(shù)f(x)的最小值及取得最小值時(shí)的x的值;
令f′(x)=0得x=e,所以當(dāng)x∈(0,e)時(shí),f′(x)0,f(x)單調(diào)遞增,所以函數(shù)f(x)在x=e處取得最小值,f(x)min=f(e)=0.
(2)若函數(shù)f(x)≤xex-(a+1)ln x對(duì)x∈(0,+∞)恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
因?yàn)楹瘮?shù)f(x)≤xex-(a+1)ln x對(duì)x∈(0,+∞)恒成立,所以xex-a(x+ln x)≥0對(duì)x∈(0,+∞)恒成立,令h(x)=xex-a(x+ln x),x>0,
①當(dāng)a=0時(shí),h′(x)=(x+1)ex>0,h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增, 所以由h(x)=xex可得h(x)>0,即滿(mǎn)足xex-a(x+ln x)≥0對(duì)x∈(0,+∞)恒成立;
②當(dāng)a0,h′(x)>0,h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增, 因?yàn)楫?dāng)x趨近于0+時(shí),h(x)趨近于負(fù)無(wú)窮,不成立,故不滿(mǎn)足題意;③當(dāng)a>0時(shí),令h′(x)=0得a=xex,
故k(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,因?yàn)楫?dāng)x趨近于正無(wú)窮時(shí),k(x)趨近于正無(wú)窮,當(dāng)x趨近于0時(shí),k(x)趨近于負(fù)無(wú)窮,
所以ln x0=ln a-x0,所以ln x0+x0=ln a≤1=ln e,解得0
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