第4节 导数与函数的零点
考试要求 能利用导数解决函数的零点、方程的根、曲线的交点等问题.
知 识 梳 理
函数的零点、方程的根、曲线的交点,这三个问题本质上同属一个问题,它们之间可相互转化,这类问题的考查通常有两类:(1)讨论函数零点或方程根的个数;(2)由函数零点或方程的根的情况求参数的取值范围.
[常用结论与易错提醒]
(1)注意构造函数;
(2)注意转化思想、数形结合思想的应用.
基 础 自 测
1.若函数f(x)=在其定义域上只有一个零点,则实数a的取值范围是( )
A.(16,+∞) B.[16,+∞)
C.(-∞,16) D.(-∞,16]
解析 ①当x≤0时,f(x)=x+3x,
∵y=x与y=3x在(-∞,0)上都单调递增,
∴f(x)=x+3x在(-∞,0)上也单调递增,又f(-1)0,
∴f(x)在(-1,0)内有一个零点.
②当x>0时,f(x)=x3-4x+,
f′(x)=x2-4=(x+2)(x-2).
令f′(x)=0得x=2或x=-2(舍),
当x∈(0,2)时,f′(x)0,f(x)递增,
∴在x>0时,f(x)最小=f(x)极小=-8+,
要使f(x)在(0,+∞)上无零点,需-8+>0,
15
∴a>16.
答案 A
2.(2019·杭州质检)已知函数f(x)=x2+ex-(x1时,F′(x)=(x-a+1)ex,
令F′(x)>0,即(x-a+1)ex>0,解得x>a-1;
令F′(x)0,且
-2|d|ax恒成立,
由f(x)>ax得(1+a)x0.
所以f(x)在区间上单调递增.
因此f(x)在区间上的最大值为f=π,最小值为f(0)=2.
(2)当a>2时,f′(x)=(1-a)sin x+xcos x+1.
设h(x)=(1-a)sin x+xcos x+1,
h′(x)=(2-a)cos x-xsin x,
因为a>2,x∈,所以h′(x)0,h=1-a+1=2-a0及定义域为(0,+∞),所以令f′(x)=0得x=.
①若≤1,即00,f(x)在(1,e)上单调递增,
∴f(x)在区间[1,e]上的最小值为f(1)=.
②若1