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第9讲 零点判断中的取点技巧
利用零点存在定理判断函数零点的个数是导数压轴题中的命题热点,同时
也是考生不易掌握的公认难点,当使用零点存在定理时,我们需要找到函数值
异号的两个点.而“如何取点(找点)?”,却是一只不折不扣的拦路虎!特
别是含参函数的取点问题,表面上具有相当的难度与技巧性(参考答案中的取
点简直是神来之笔),实则有其基本原理.掌握其中的逻辑,则可以轻松面
对.
本讲义以近几年的高考题和模拟题为例,谈谈取点的基本原理和逻辑,总
结取点攻略。
方法一 巧取特殊值
当我们在取点过程中,可先考虑选取一些特殊点进行判断,但这里的“巧取特殊点”
不是指“瞎猜胡蒙”,而是建立在推理分析的基础上,如考虑区间端点(如果可以取
到),其次是一些特殊值,如解析式含有指数、对数或三角函数时,可考虑参数无关的
点,如0,1,e , 等.最后考虑含参数的点.这时的取点原则是将解析式中含参项去参为常,如果不成,则
退而求其次,通过选点使解析式中含参项的代入结果尽量简化,再配合解析式中不含参的
项,进行必要的调整.
例1. 当 时,讨论f(x)=lnx-ax的零点个数.
【对点演练】(2023·浙江温州·统考三模)已知函数 .
(1)证明:函数 在 上有且只有一个零点;
方法二 内点效应
内点效应概述:函数 , 定义在区间 上
(1)若 ,则取任意的 ,则不等式组 有解,且这
个解集中所有的 都满足 ;
(2)若 ,则取任意的 ,则不等式组 有解,且这
个解集中所有的 都满足 ;
下面我们举一个例子说明一下内点效应的应用:
问题1:已知 试在 上找一个值 ,满足 。
取点分析因为 时, , 时, ,故寻找 的
点应选择区间 的左端点分析
由 得 ,令 ,因为 。则 ,取 ,则不等式 的解满足 ,
不等式化为 ,取 ,则 ,
故
问题2 已知 试在 上找一个值 ,满足 。
分析:因为 时, , 时, ,故寻找 的点
应选择区间 的右端点分析
令 ,当 时 , ,故取值区间为 ,
取 ,则不等式组
取 ,则
故 是一个满足条件的值。
内点效应将一个不可解的不等式转化为一个可解的不等式处理,灵活利用
内点效应,可以帮助我们解决在使用零点存在定理判断根的存在性时的取点问
题,下面我们再通过例题,分析一下内点效应的应用。
例1(2019年全国2卷改编)已知函数 ,判断函数 在定义域上零
点的个数。.
方向二 放缩取点
原理其实很简单,若直接找点不容易,但可通过放缩将 f(x)放缩成一个
容易解方程的函数,注意最后需证明x 在规定的定义域内。
1
其实放缩取点法的关键就两个,一是分清对谁放缩,二是根据增减速率不同
选择合适的放缩方法,基本原则是不能改变函数的变化趋势。
角度1 根据函数的有界性放缩
利用有界性来放缩,即根据给定定义域范围下某些函数的范围进行放缩,例如当
a>0且x∈[1,2]时,a≤ax≤2a,又或者|sinx|≤1,这种放缩是把函数放缩成具体的数字,
例2(2018年全国二卷)已知函数 .
(1)若 ,求 的单调区间;
(2)证明: 只有一个零点.
角度2 切线放缩
切线放缩的实质时将指数函数、对数函数放缩为一次函数,即化曲为直,常用的放缩
不等式有 , , 。
例3已知函数 ae2x+(a﹣2) ex﹣x.
(1)讨论 的单调性;
(2)若 有两个零点,求a的取值范围.
角度3 曲线放缩
曲线放缩的实质就是化曲为曲,当曲线不能放缩为直线时,可考虑放缩为曲线,
常用的放缩不等式有 , , ,
。至于选择哪种放缩形式并无定论,依题而定,
很具有灵活性。
例4(2020年全国I卷)已知函数 .(1)当 时,讨论 的单调性;
(2)若 有两个零点,求 的取值范围.
【对点演练】(2018年全国II卷))已知函数f(x)=ex-ax2.
(1)若a=1,证明:当x≥0时,f(x)≥1;
(2)若f(x)在(0,+∞)只有一个零点,求a.
【巩固训练】
1.已知函数 .
(1)讨论 的单调性;
(2)若 有两个零点,求 的取值范围.
2.已知函数 .
(1)讨论 的单调性;
(2)若 有两个零点,求 的取值范围.
3.已知函数 为自然对数的底数,且 .
(1)讨论 的单调性;
(2)若 有两个零点,求 的取值范围.
4.已知函数 .
(1)讨论 的单调性;(2)若 有两个零点,求 的取值范围.
5.已知函数 .
(1)讨论 的单调性;
(2)若 有两个不同的零点,求 的取值范围.