命題點(diǎn)1 根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)求參數(shù)
例1 [2022全國卷乙]已知函數(shù)f(x)=ax-1x-(a+1)ln x.
(1)當(dāng)a=0時(shí),求f(x)的最大值;
(2)若f(x)恰有一個(gè)零點(diǎn),求a的取值范圍.
解析 (1)當(dāng)a=0時(shí),f(x)=-1x-ln x(x>0),所以f '(x)=1x2-1x=1-xx2.
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f '(x)>0,f(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f '(x)<0,f(x)單調(diào)遞減.
所以f(x)max=f(1)=-1.
(2)由f(x)=ax-1x-(a+1)ln x(x>0),得f '(x)=a+1x2-a+1x=(ax-1)(x-1)x2(x>0).
當(dāng)a=0時(shí),由(1)可知,f(x)不存在零點(diǎn).
當(dāng)a<0時(shí),f '(x)=a(x-1a)(x-1)x2,
若x∈(0,1),則f '(x)>0,f(x)單調(diào)遞增;
若x∈(1,+∞),則f '(x)<0,f(x)單調(diào)遞減.
所以f(x)max=f(1)=a-1<0,
所以f(x)不存在零點(diǎn).
當(dāng)a>0時(shí),f '(x)=a(x-1a)(x-1)x2,
若a=1,則f '(x)≥0(當(dāng)且僅當(dāng)x=1時(shí)“=”成立),f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,因?yàn)閒(1)=a-1=0,所以函數(shù)f(x)恰有一個(gè)零點(diǎn);
若a>1,則f(x)在(0,1a),(1,+∞)上單調(diào)遞增,在(1a,1)上單調(diào)遞減,因?yàn)?br>f(1)=a-1>0,
所以f(1a)>f(1)>0,當(dāng)x→0+時(shí),f(x)→-∞,
由零點(diǎn)存在定理可知f(x)在(0,1a)上必有一個(gè)零點(diǎn),所以a>1滿足條件;
若0<a<1,則f(x)在(0,1),(1a,+∞)上單調(diào)遞增,在(1,1a)上單調(diào)遞減,因?yàn)閒(1)=a-1<0,
所以f(1a)<f(1)<0,
當(dāng)x→+∞時(shí),f(x)→+∞,由零點(diǎn)存在定理可知f(x)在(1a,+∞)上必有一個(gè)零點(diǎn),即0<a<1滿足條件.
綜上,若f(x)恰有一個(gè)零點(diǎn),則a的取值范圍為(0,+∞).
方法技巧
已知函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)求參數(shù)的方法
(1)數(shù)形結(jié)合法:先根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)畫出圖象,再根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的要求數(shù)形結(jié)合求解;
(2)分離參數(shù)法:由f(x)=0分離出參數(shù)a,得a=φ(x),利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)y=φ(x)的單調(diào)性、極值和最值,根據(jù)直線y=a與y=φ(x)的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)得參數(shù)a的取值范圍;
(3)分類討論法:先確定參數(shù)分類的標(biāo)準(zhǔn),在每個(gè)小范圍內(nèi)研究零點(diǎn)的個(gè)數(shù)是否符合題意,將滿足題意的參數(shù)的各小范圍并在一起,即為所求參數(shù)的范圍.
訓(xùn)練1 [2021全國卷甲]已知a>0且a≠1,函數(shù) f(x)=xaax(x>0).
(1)當(dāng)a=2時(shí),求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)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.
解析 (1)當(dāng)a=2時(shí),f(x)=x22x(x>0),
f '(x)=x(2-xln2)2x(x>0),
令f '(x)>0,則0<x<2ln2,此時(shí)函數(shù)f(x)單調(diào)遞增;
令f '(x)<0,則x>2ln2,此時(shí)函數(shù)f(x)單調(diào)遞減.
所以函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,2ln2),單調(diào)遞減區(qū)間為(2ln2,+∞).
(2)曲線y=f(x)與直線y=1有且僅有兩個(gè)交點(diǎn),可轉(zhuǎn)化為方程xaax=1(x>0)有兩個(gè)不同的解,即方程lnxx=lnaa有兩個(gè)不同的解.
設(shè)g(x)=lnxx(x>0),則g'(x)=1-lnxx2(x>0),
令g'(x)=0,得x=e,
當(dāng)0<x<e時(shí),g'(x)>0,函數(shù)g(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)x>e時(shí),g'(x)<0,函數(shù)g(x)單調(diào)遞減.
故g(x)max= g(e)=1e,且當(dāng)x>e時(shí),g(x)∈(0,1e).
又g(1)=0,所以0<lnaa<1e,
所以a>1且a≠e,
即a的取值范圍為(1,e)∪(e,+∞).
命題點(diǎn)2 探究函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)
例2 [全國卷Ⅰ]已知函數(shù)f(x)=sin x-ln(1+x),f '(x)為f(x)的導(dǎo)數(shù),證明:
(1)f '(x)在區(qū)間(-1,π2)上存在唯一極大值點(diǎn);
(2)f(x)有且僅有2個(gè)零點(diǎn).
解析 (1)設(shè)g(x)=f '(x),則g(x)=cs x-11+x,
g'(x)=-sin x+1(1+x)2.
當(dāng)x∈(-1,π2)時(shí),g'(x)單調(diào)遞減,而g'(0)>0,g'(π2)<0,可得g'(x)在
(-1,π2)上有唯一零點(diǎn),設(shè)為α.
則當(dāng)x∈(-1,α)時(shí),g'(x)>0;
當(dāng)x∈(α,π2)時(shí),g'(x)<0.
所以g(x)在(-1,α)上單調(diào)遞增,在(α,π2)上單調(diào)遞減,故g(x)在(-1,π2)上存在唯一極大值點(diǎn),即f '(x)在(-1,π2)上存在唯一極大值點(diǎn).
(2)f(x)的定義域?yàn)椋ǎ?,+∞).
(i)當(dāng)x∈(-1,0]時(shí),由(1)知,f '(x)在(-1,0)上單調(diào)遞增,而f '(0)=0,
所以當(dāng)x∈(-1,0)時(shí),f '(x)<0,故f(x)在(-1,0)上單調(diào)遞減.
又f(0)=0,從而x=0是f(x)在(-1,0]上的唯一零點(diǎn).
(ii)當(dāng)x∈(0,π2]時(shí),由(1)知,f '(x)在(0,α)上單調(diào)遞增,在(α,π2)上單調(diào)遞減,而f '(0)=0,f '(π2)<0,所以存在β∈(α,π2),使得f '(β)=0,且當(dāng)x∈(0,β)時(shí),f '(x)>0;
當(dāng)x∈(β,π2)時(shí),f '(x)<0.
故f(x)在(0,β)上單調(diào)遞增,在(β,π2)上單調(diào)遞減.
又f(0)=0,f(π2)=1-ln(1+π2)>0,
所以當(dāng)x∈(0,π2]時(shí),f(x)>0.從而f(x)在(0,π2]上沒有零點(diǎn).
(iii)當(dāng)x∈(π2,π]時(shí),f '(x)<0,
所以f(x)在(π2,π)上單調(diào)遞減.
而f(π2)>0,f(π)<0,
所以f(x)在(π2,π]上有唯一零點(diǎn).
(iv)當(dāng)x∈(π,+∞)時(shí),ln(x+1)>1,所以f(x)<0,從而f(x)在(π,+∞)上沒有零點(diǎn).
綜上,f(x)有且僅有2個(gè)零點(diǎn).
方法技巧
探究函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的方法
(1)圖象法:通過導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值, 確定函數(shù)f(x)的圖象草圖,判斷圖象與橫軸的交點(diǎn)個(gè)數(shù),一般要結(jié)合函數(shù)零點(diǎn)存在定理處理.
(2)分離法:設(shè)f(x)=g(x)-h(huán)(x),則f(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)?g(x)與h(x)圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù).
訓(xùn)練2 [2023山東濰坊二模節(jié)選]已知函數(shù)f(x)=x+asin x.討論f(x)在區(qū)間(0,π2)上的零點(diǎn)個(gè)數(shù).
解析 f '(x)=1+acs x.
①若a≥0,則f '(x)=1+acs x>0在(0,π2)上恒成立,所以f(x)在(0,π2)上單調(diào)遞增,又f(0)=0,所以f(x)在(0,π2)上無零點(diǎn).
②若a<0,由x∈(0,π2),得0<cs x<1,則1+a<1+acs x<1.
當(dāng)a+1≥0,即-1≤a<0時(shí),f '(x)>0,所以f(x)在(0,π2)上單調(diào)遞增,又f(0)=0,故f(x)在(0,π2)上無零點(diǎn).
當(dāng)a+1<0,即a<-1時(shí),f '(x)在(0,π2)上單調(diào)遞增,且f '(0)=1+a<0,f '(π2)=1>0,
故存在x0∈(0,π2),使得f '(x0)=0,
所以f(x)在(0,x0)上單調(diào)遞減,在(x0,π2)上單調(diào)遞增,
又f(0)=0,故f(x0)<0,f(π2)=π2+a.
此時(shí),若π2+a≤0,即a≤-π2,則f(x)在(0,π2)上無零點(diǎn);
若π2+a>0,即-π2<a<-1,則f(x)在(0,π2)上有一個(gè)零點(diǎn).
綜上,當(dāng)a≥-1時(shí),f(x)在(0,π2)上無零點(diǎn);當(dāng)-π2<a<-1時(shí),f(x)在(0,π2)上有一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)a≤-π2時(shí),f(x)在(0,π2)上無零點(diǎn).
1.[命題點(diǎn)1/2022全國卷乙]已知函數(shù)f(x)=ln(1+x)+axe-x.
(1)當(dāng)a=1時(shí),求曲線y=f(x)在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程;
(2)若f(x)在區(qū)間(-1,0),(0,+∞)各恰有一個(gè)零點(diǎn),求a的取值范圍.
解析 (1)當(dāng)a=1時(shí),f(x)=ln(1+x)+xe-x,
∴f '(x)=1x+1+e-x+xe-x×(-1),
∴f '(0)=1+1=2.
∵f(0)=0,∴所求切線方程為y-0=2(x-0),即y=2x.
(2)∵f(x)=ln(1+x)+axe-x=ln(x+1)+axex,
∴當(dāng)a≥0時(shí),若x>0,則ln(x+1)>0,axex≥0,∴f(x)>0,
∴f(x)在(0,+∞)上無零點(diǎn),不符合題意.
當(dāng)a<0時(shí),f '(x)=ex+a(1-x2)(x+1)ex.
令g(x)=ex+a(1-x2),則g'(x)=ex-2ax,g'(x)在(-1,+∞)上單調(diào)遞增,g'(-1)=e-1+2a,g'(0)=1.
(a)若g'(-1)≥0,則-12e≤a<0,∴-12e≤a<0時(shí),g'(x)>0在(-1,+∞)上恒成立,
∴g(x)在(-1,+∞)上單調(diào)遞增.
∵g(-1)=e-1>0,∴g(x)>0在(-1,+∞)上恒成立,
∴f '(x)>0在(-1,+∞)上恒成立,
∴f(x)在(-1,+∞)上單調(diào)遞增.
∵f(0)=0,
∴f(x)在(-1,0),(0,+∞)上均無零點(diǎn),不符合題意.
(b)若g'(-1)<0,則a<-12e,∴a<-12e時(shí),存在x0∈(-1,0),使得g'(x0)=0.
∴g(x)在(-1,x0)上單調(diào)遞減,在(x0,+∞)上單調(diào)遞增.
g(-1)=e-1>0,g(0)=1+a,g(1)=e>0.
(i)當(dāng)g(0)≥0,即-1≤a<-12e時(shí),g(x)>0在(0,+∞)上恒成立,∴f '(x)>0在(0,+∞)上恒成立,
∴f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
∵f(0)=0,
∴當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),f(x)>0,∴f(x)在(0,+∞)上無零點(diǎn),不符合題意.
(ii)當(dāng)g(0)<0,即a<-1時(shí),
存在x1∈(-1,x0),x2∈(0,1),使得g(x1)=g(x2)=0,
∴f(x)在(-1,x1),(x2,+∞)上單調(diào)遞增,在(x1,x2)上單調(diào)遞減.
∵f(0)=0,∴f(x1)>f(0)=0,當(dāng)x→-1時(shí),f(x)<0,
∴f(x)在(-1,x1)上存在一個(gè)零點(diǎn),
即f(x)在(-1,0)上存在一個(gè)零點(diǎn).
∵f(0)=0,當(dāng)x→+∞時(shí),f(x)>0,
∴f(x)在(x2,+∞)上存在一個(gè)零點(diǎn),即f(x)在(0,+∞)上存在一個(gè)零點(diǎn).
綜上,a的取值范圍是(-∞,-1).
2.[命題點(diǎn)2/全國卷Ⅱ]已知函數(shù)f(x)=ln x-x+1x-1.
(1)討論f(x)的單調(diào)性,并證明f(x)有且僅有兩個(gè)零點(diǎn);
(2)設(shè)x0是f(x)的一個(gè)零點(diǎn),證明曲線y=ln x在點(diǎn)A(x0,ln x0)處的切線也是曲線y=ex的切線.
解析 (1)f(x)的定義域?yàn)椋?,1)∪(1,+∞).
因?yàn)閒 '(x)=1x+2(x-1)2>0,
所以f(x)在(0,1),(1,+∞)單調(diào)遞增.
因?yàn)閒(e)=1-e+1e-1<0,f(e2)=2-e2+1e2-1=e2-3e2-1>0,
所以f(x)在(1,+∞)有唯一零點(diǎn)x1,即f(x1)=0.
又0<1x1<1,f(1x1)=-ln x1+x1+1x1-1=-f(x1)=0,
故f(x)在(0,1)有唯一零點(diǎn)1x1.
綜上,f(x)有且僅有兩個(gè)零點(diǎn).
(2)因?yàn)?x0=e-ln x0,所以點(diǎn)B(-ln x0,1x0)在曲線y=ex上.
由題設(shè)知f(x0)=0,即ln x0=x0+1x0-1,連接AB,則直線AB的斜率k=1x0-ln x0-ln x0-x0=1x0-x0+1x0-1-x0+1x0-1-x0=1x0.
曲線y=ex在點(diǎn)B(-ln x0,1x0)處切線的斜率是1x0,曲線y=ln x在點(diǎn)A(x0,ln x0)處切線的斜率也是1x0,所以曲線y=ln x在點(diǎn)A(x0,ln x0)處的切線也是曲線y=ex的切線.
學(xué)生用書·練習(xí)幫P287
1.[2024安徽六校聯(lián)考]已知函數(shù)f(x)=aex-x(e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).
(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;
(2)若g(x)=aex(x-1)-ln x+f(x)有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解析 (1)由已知,得f '(x)=aex-1.
①當(dāng)a≤0時(shí),f '(x)<0,f(x)在R上單調(diào)遞減;
②當(dāng)a>0時(shí),令f '(x)=0,得x=-ln a,
當(dāng)x∈(-∞,-ln a)時(shí),f '(x)<0,所以f(x)在(-∞,-ln a)上單調(diào)遞減,
當(dāng)x∈(-ln a,+∞)時(shí),f '(x)>0,所以f(x)在(-ln a,+∞)上單調(diào)遞增.
(2)原問題等價(jià)于g(x)=axex-(ln x+x)=axex-ln(xex)(x>0)有兩個(gè)零點(diǎn),
令t=xex(x>0),則易得t>0,
所以g(x)=axex-ln(xex)有兩個(gè)零點(diǎn)?T(t)=at-ln t有兩個(gè)零點(diǎn)?a=lntt有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)解?直線y=a與函數(shù)h(t)=lntt的圖象有兩個(gè)交點(diǎn).
h'(t)=1-lntt2,由h'(t)>0得0<t<e,由h'(t)<0得t>e,所以h(t)在(0,e)上單調(diào)遞增,在(e,+∞)上單調(diào)遞減.
所以h(t)max=h(e)=1e.
又當(dāng)t→ 0時(shí),h(t)→-∞,當(dāng)t→+∞時(shí),h(t)→ 0,
所以h(t)的大致圖象如圖,
所以a的取值范圍是(0,1e).
2.[2024南昌市模擬]已知函數(shù)f(x)=ax(a>1).
(1)求函數(shù)g(x)=f(x)+f(1x)在(0,+∞)上的單調(diào)區(qū)間和極值;
(2)若方程f(1x)=1-xlgax有兩個(gè)不相等的正實(shí)數(shù)根,求a的取值范圍.
解析 (1)g(x)=ax+a1x(a>1),
則g'(x)=axln a- a1xlnax2=lnax2(x2ax-a1x),
設(shè)φ(x)=x2ax-a1x(a>1),
則φ'(x)=2xax+x2axln a+1x2a1x ln a>0(x>0),
故φ(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,又φ(1)=0,
所以當(dāng)x∈(0,1)時(shí),g'(x)<0,當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),g'(x)>0,所以g(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,1),單調(diào)遞增區(qū)間為(1,+∞).
則g(x)的極小值為g(1)=2a,無極大值.
(2)方程f(1x)=1-xlgax,即a1x=1-xlgax,
即1xa1x=lga(1xa1x),
令t=1xa1x(a>1),顯然t=1xa1x在(0,+∞)上單調(diào)遞減,
故方程f(1x)=1-xlgax有兩個(gè)不相等的正實(shí)數(shù)根,等價(jià)于h(t)=t-lgat有兩個(gè)不同的零點(diǎn),等價(jià)于關(guān)于t的方程t=lgat,即ln a=lntt有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)解,亦即直線y=ln a與函數(shù)m(t)=lntt的圖象有兩個(gè)不同的交點(diǎn).
m'(t)=1-lntt2,故易知m(t)在(0,e)上單調(diào)遞增,在(e,+∞)上單調(diào)遞減,且當(dāng)x>e時(shí),m(t)>0,所以m(t)max=m(e)=1e,作出m(t)的圖象,如圖所示,則0<ln a<1e,解得1<a<e1e.故所求a的取值范圍是(1,e1e).
3.[2023武漢市5月模擬]已知f(x)=ax+bx+c-ln x,其中a,b,c∈R.
(1)若b=c=0,討論f(x)的單調(diào)性;
(2)已知x1,x2是f(x)的兩個(gè)零點(diǎn),且x1<x2,證明:x2(ax1-1)<b<x1(ax2-1).
解析 (1)若b=c=0,則f(x)=ax-ln x(x>0).
f'(x)=a-1x=ax-1x.
①若a≤0,則f'(x)<0,所以f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;
②若a>0,令f'(x)>0得x>1a,令f'(x)<0得0<x<1a,
所以f(x)在(0,1a)上單調(diào)遞減,在(1a,+∞)上單調(diào)遞增.
綜上,當(dāng)a≤0時(shí),f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;當(dāng)a>0時(shí),f(x)在(0,1a)上單調(diào)遞減,在(1a,+∞)上單調(diào)遞增.
(2)因?yàn)閤1,x2是f(x)的兩個(gè)零點(diǎn),x1<x2,
所以ax1+bx1+c-ln x1=0,ax2+bx2+c-ln x2=0.
所以a(x1-x2)+b(1x1-1x2)+ln x2-ln x1=0,
即b=ax1x2-x1x2·ln x2-ln x1x2-x1.
要證x2(ax1-1)<b<x1(ax2-1),
只需證ax1x2-x2<b<ax1x2-x1,
即證-x2<-x1x2ln x2-ln x1x2-x1<-x1,
即證1-x1x2<lnx2x1<x2x1-1,
令t=x2x1,則t>1,即證1-1t<ln t<t-1.
令p(t)=ln t-1+1t(t>1),則p'(t)=1t-1t2=t-1t2>0,
所以p(t)在(1,+∞)上單調(diào)遞增,則p(t)>ln 1-1+11=0,即ln t>1-1t.
令q(t)=ln t-t+1(t>1),則q'(t)=1t-1<0,
所以q(t)在(1,+∞)上單調(diào)遞減,則q(t)<ln 1-1+1=0,即ln t<t-1.
綜上可得:x2(ax1-1)<b<x1(ax2-1).
4.[2023合肥市二檢]已知函數(shù)f(x)=2ln x+12mx2-(2m+1)x,其中m∈R.
(1)若曲線y=f(x)僅有一條垂直于y軸的切線,求m的取值范圍;
(2)討論函數(shù)f(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).
解析 (1)函數(shù)f(x)=2ln x+12mx2-(2m+1)x的定義域?yàn)椋?,+∞),
f '(x)=2x+mx-(2m+1)=mx2-(2m+1)x+2x=(mx-1)(x-2)x.
因?yàn)榍€y=f(x)僅有一條垂直于y軸的切線,
所以f '(x)=(mx-1)(x-2)x=0有唯一正實(shí)數(shù)解,
所以m≤0或m=12,
又當(dāng)m=12時(shí),f '(x)≥0不符合題意,
所以m的取值范圍是(-∞,0].
(2)因?yàn)閒 '(x)=(mx-1)(x-2)x.
①當(dāng)m≤0時(shí),因?yàn)閤>0,所以mx-1<0,
所以當(dāng)x∈(0,2)時(shí),f '(x)>0;當(dāng)x∈(2,+∞)時(shí),f '(x)<0.
所以f(x)在(0,2)上單調(diào)遞增,在(2,+∞)上單調(diào)遞減,
此時(shí)f(x)max=f(2)=2ln 2+2m-2(2m+1)=2ln 2-2m-2,
當(dāng)m=ln 2-1時(shí),f(2)=0,函數(shù)f(x)只有一個(gè)零點(diǎn);
當(dāng)ln 2-1<m≤0時(shí),f(2)<0,函數(shù)f(x)沒有零點(diǎn);
當(dāng)m<ln 2-1時(shí),因?yàn)楫?dāng)x→0+或x→+∞時(shí),f(x)→-∞,且f(2)>0,所以可作出
f(x)的大致圖象如圖1,
圖1
所以函數(shù)f(x)在(0,2)和(2,+∞)上各有唯一零點(diǎn),此時(shí)函數(shù)f(x)有2個(gè)零點(diǎn).
②當(dāng)0<m<12時(shí),1m>2,
當(dāng)x∈(0,2)∪(1m,+∞)時(shí),f '(x)>0;當(dāng)x∈(2,1m)時(shí),f '(x)<0.
所以f(x)在(0,2)和(1m,+∞)上單調(diào)遞增,在(2,1m)上單調(diào)遞減.
當(dāng)x→0+時(shí),f(x)→-∞,
當(dāng)x→+∞時(shí),f(x)→+∞,且f(2)=2ln 2-2m-2<0,作出f(x)的大致圖象如圖2,
圖2
所以函數(shù)f(x)在(1m,+∞)上有唯一零點(diǎn),此時(shí)函數(shù)f(x)有且只有1個(gè)零點(diǎn).
③當(dāng)m=12時(shí),f '(x)=(x-2)(x-2)2x≥0,
f(x)在(0+∞)上單調(diào)遞增.
當(dāng)x→0+時(shí),f(x)→-∞,
當(dāng)x→+∞時(shí),f(x)→+∞,
所以此時(shí)函數(shù)f(x)在(0,+∞)上有且只有1個(gè)零點(diǎn).
④當(dāng)m>12時(shí),0<1m<2,
當(dāng)x∈(0,1m)∪(2,+∞)時(shí),f '(x)>0;當(dāng)x∈(1m,2)時(shí),f '(x)<0.
所以f(x)在(0,1m)和(2,+∞)上單調(diào)遞增,在(1m,2)上單調(diào)遞減.
f(1m)=2ln 1m+12m·(1m)2-(2m+1)·1m=-2ln m-12m-2.
設(shè)g(m)=-2ln m-12m-2(m>12),
則g'(m)=-2m+12m2=1-4m2m2<0,
所以g(m)在(12,+∞)上單調(diào)遞減,
所以g(m)<-2ln 12-12×12-2=2ln 2-3<0,
即f(1m)<0.
當(dāng)x→0+時(shí),f(x)→-∞,當(dāng)x→+∞時(shí),f(x)→+∞,作出f(x)的大致圖象如圖3,
所以函數(shù)f(x)在區(qū)間(2,+∞)上有唯一零點(diǎn),此時(shí)f(x)有且只有1個(gè)零點(diǎn).
圖3
綜上所述,當(dāng)m<ln 2-1時(shí),函數(shù)f(x)有2個(gè)零點(diǎn);
當(dāng)ln 2-1<m≤0時(shí),函數(shù)f(x)沒有零點(diǎn);
當(dāng)m=ln 2-1或m>0時(shí),函數(shù)f(x)有1個(gè)零點(diǎn).

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