課程標準 研究函數(shù)零點的個數(shù)或范圍、三次函數(shù)與復合函數(shù)的零點問題,以及函數(shù)零點與其他知識的交匯問題.
數(shù)形結(jié)合法研究函數(shù)零點
含參數(shù)的函數(shù)零點個數(shù),可轉(zhuǎn)化為方程解的個數(shù).若能分離參數(shù),可將參數(shù)分離出來后,用x表示參數(shù)的函數(shù),作出該函數(shù)的圖象,根據(jù)圖象特征求參數(shù)的范圍或判斷零點個數(shù).
(2024·河南鄭州質(zhì)檢)已知函數(shù)f(x)=ex-ax+2a,a∈R.(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;(2)求函數(shù)f(x)的零點個數(shù).
解:(1)f(x)=ex-ax+2a,定義域為R,且f′(x)=ex-a,當a≤0時,f′(x)>0,則f(x)在R上單調(diào)遞增;當a>0時,令f′(x)=0,則x=ln a,當x0,f(x)單調(diào)遞增.綜上所述,當a≤0時,f(x)在R上單調(diào)遞增;當a>0時,f(x)在(-∞,ln a)上單調(diào)遞減,在(ln a,+∞)上單調(diào)遞增.
利用函數(shù)性質(zhì)研究函數(shù)零點
利用函數(shù)性質(zhì)研究函數(shù)的零點,主要是根據(jù)函數(shù)單調(diào)性、奇偶性、最值或極值的符號確定函數(shù)零點的個數(shù),此類問題在求解過程中可以通過數(shù)形結(jié)合的方法確定函數(shù)存在零點的條件.
(2022·全國乙卷)已知函數(shù)f(x)=ln (1+x)+axe-x.(1)當a=1時,求曲線y=f(x)在點(0,f(0))處的切線方程;(2)若f(x)在區(qū)間(-1,0),(0,+∞)各恰有一個零點,求a的取值范圍.
當x∈(-1,+∞)時,g′(x)>0,g(x)單調(diào)遞增.①若a=0,顯然不滿足.②若a>0,則當x∈(-1,1)時,h′(x)<0,h(x)單調(diào)遞減;當x∈(1,+∞)時,h′(x)>0,h(x)單調(diào)遞增,此時g(x)和h(x)在(-1,0)上無交點.③若a<0,則當x∈(-1,1)時,h′(x)>0,h(x)在(-1,1)上單調(diào)遞增;當x∈(1,+∞)時,h′(x)<0,h(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞減.
(ⅰ)當x→+∞時,h(x)→0,g(x)→+∞,且g(0)=h(0)=0,要滿足g(x)和h(x)的圖象在(0,+∞)上有一個交點,需g′(0)<h′(0),解得a<-1;(ⅱ)當x=-1時,h(-1)=ae,當x→-1時,g(x)→-∞,且g(0)=h(0)=0,要滿足g(x)和h(x)的圖象在(-1,0)上有一個交點,也需要g′(0)<h′(0),解得a<-1.綜上所述,a的取值范圍為(-∞,-1).
構(gòu)造函數(shù)法研究函數(shù)零點
涉及函數(shù)的零點(方程的根)問題,主要利用導數(shù)確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值點,根據(jù)函數(shù)零點的個數(shù)尋找函數(shù)在給定區(qū)間的極值以及區(qū)間端點的函數(shù)值與0的關(guān)系,從而求得參數(shù)的取值范圍.
(2024·湖南長沙模擬)已知函數(shù)f(x)=x ln x-ax2(a∈R).若f(x)在定義域內(nèi)有2個零點,求a的取值范圍.

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