高考专题突破·考点通关
函数与导数
导数与零点及最优化问题
考向一 利用导数研究函数的零点(方程的根)
【例1】(2019·淄博一模)已知a∈R,函数f(x)=ex-
ax① (e=2.718 28…是自然对数的底数).
(1)若函数f(x)在区间(-e,-1)上是减函数② ,求实
数a的取值范围.
(2)若函数F(x)=f(x)-(ex-2ax+2ln x+a)在区间
内无零点③,求实数a的最大值.
【题眼直击】
题眼 思维导引
① 想到求出函数的导数
② 想到f′(x)在区间(-e,-1)上小于等于0恒成立
③ 想到F(x)在区间 上是单调函数
【解析】
(1)由f(x)=ex-ax,得f′(x)=ex-a且f′(x)在R上递增.
若f(x)在区间(-e,-1)上是减函数,只需f′(x)≤0恒成
立.
因此只需f′(-1)=e-1-a≤0,解得a≥ .
又当a= 时,f′(x)=ex- ≤0当且仅当x=-1时取等
号.
所以实数a的取值范围是 .
(2)方法一:由已知得F(x)=a(x-1)-2ln x,且F(1)=0,
则F′(x)=a- = = ,x>0.
①当a≤0时,F′(x)0.
所以F(x)在 内无零点.
②当a>0时,令F′(x)=0,得x= .
若 ≥ 时,即a∈(0,4]时,F(x)在 上是减函数.
又x→0时,F(x)→+∞.
要使F(x)在 内无零点,只需F =- -2ln
≥0,则04时,则F(x)在 上是减函数,在
上是增函数.
所以F(x)min=F =2-a-2ln ,
令φ(a)=2-a-2ln ,则φ′(a)=-1+ =