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专题六 函数与导数
微专题5 隐零点与端点效应
一、考点透析
考点1 隐零点
在求解函数问题时,很多时候都需要求函数f(x)在区间I 上的零点,当所述情形都
难以求出其准确值,导致解题过程无法继续进行时,可尝试这样求解:先证明函数f(x)
在区间I 上存在唯一的零点x0,再进行解答即可.因为x0不易求出,所以把零点x0叫做隐零
点(若x0容易求出,就叫做显零点).
一般思路:①确定隐零点的范围,隐零点一般不易求出,可用零点存在定理、数形结
合等方法尽可能地缩小其范围,设出零点x0(设而不求);②以零点x0为分界点,将函数
划分为两类性质不同的单调区间(或导函数分为大于0、小于0 两个区间);③根据零点
所满足的关系式,整体代入求解或证明.
方向1 不含参的隐零点问题
1.(2025·河北省秦皇岛市·模拟)已知函数f ( x)=ax−e
−x,g( x)= x
2+ x ln x.
(1)讨论f ( x)的单调性;
(2)证明:g( x)> −5
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;
(3)若g( x)≥f ( x),求a的取值范围.
2.已知函数f(x)=(x-1)ex-ax 的图象在x=0 处的切线方程是x+y+b=0.
(1)求a,b 的值;
(2)求证:函数f(x)有唯一的极值点x0,且f (x0) >−3
2.
1
方向2 含参的隐零点问题
1.(2025·山东省济南市·期中)已知函数f (x)=aln x−2 x (a>0).
(1)当a=1时,求曲线y = f (x)在(1,f (1))处的切线方程;
(2)若f (x)在[2,4]上的最大值为0,求a的值;
(3)若不等式x
a
e
2 x −2f (x)≥cos[f (x)]对任意的x∈(0,+ ∞)恒成立,求a的取值范围.
2.(2025·广东省中山市·月考)设函数f ( x)=asin x + x cos x,x∈[0,π ].
(1)若a=−1,证明:当x∈[0, π
2 ]时,f ( x)≤0;
(2)若a=1,证明:f ( x)<2;
(3)若存在a≥1,使得当且仅当x∈[ π
2 ,π ]时,f ( x)≤x +k,求k的取值范围.
考点2 端点效应
方向1 必要性探路
核心思想:利用端点处所需满足的必要条件缩小参数的取值范围, 而在很多情况下,
该范围即为所求.用导数处理函数问题(如恒成立、极值点),先算区间端点的函数或导数
值,找参数满足的必要条件(比如端点处函数值非负)。再基于此范围,结合导数分析函
数单调性、最值,验证充分性,确定参数最终范围,高效破题。
1.(2025·山东省菏泽市·期中)已知函数f ( x)=a x
3−b x
2+c,其中实数a>0,b∈R,
c∈R .
(1)若b= 3
2 a时,求函数y = f ( x)的极值点;
2
(2)若a=1时,x
2≥f ( x)−2 x−c
ln x
在x∈(1,2]上恒成立,求b的取值范围.
2.(2025·广东省东莞市·模拟)已知函数f ( x)=e
x−ln( x +m).
(1)设x =0是f ( x)的极值点,求m,并讨论f ( x)的单调性;
(2)当m≤2时,证明f ( x)>0.
3.(2025·吉林省长春市·模拟)已知函数f ( x)= x sin x +a x
2−1.
(1)当a=1时,求f ( x)在x = π处的切线方程;
(2)当x∈[0, π
2]
时,f ( x)≥−1恒成立,求a的取值范围.
方向2 洛必达法则
洛必达法则简介:法则1 若函数f(x) 和g(x)满足下列条件:
(1)
及
;
(2)在点a 的去心邻域内,f(x) 与g(x) 可导且g'(x)≠0;
3
(3)
,那么
=
。
法则2 若函数f(x) 和g(x)满足下列条件:(1)
及
;
(2)
,f(x) 和g(x)在
与
上可导,且g'(x)≠0;
(3)
,那么
=
。
法则3 若函数f(x) 和g(x)满足下列条件:(1)
及
;
(2)在点a 的去心邻域内,f(x) 与g(x) 可导且g'(x)≠0;
(3)
,那么
=
。
用法提醒:需要检查是否满足
,
,
,
,
,
,
型定式,否则
滥用洛必达法则会出错。若条件符合,洛必达法则可连续多次使用,直到求出极限为止。
1.(2025·昆明“三诊一模”质量检测)已知函数f(x)=ln x
x +1.当x≥1 时,f(x)≤a
(x-1),求a 的取值范围.
2.(2025·河北省·模拟)洛必达法则对导数的研究产生了深远的影响.洛必达法则:给定两个
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函数F (x),G (x),当F (x0)=0,G(x0)=0时,lim
x→x0
F( x)
G( x)
=
lim
x→x0
F
′( x)
G
′( x)
.已知函数
f (x)= 1
6 a x
3+sin x−x,h(x)=3sin x−x cos x−2 x.
(1)证明:h(x)在区间[0,2π ]上单调递减;
(2)对于x∈[0,2π ],f (x)≥0恒成立,求实数a的取值范围;
(3)∀n∈N
∗,证明:cos 1
e +cos 1
e
2 +⋯+cos 1
e
n >n−1
12 (附:e≈2.718,e
2≈7.389).
二、跟踪练习
1.(2025·河南省·期中)已知函数f ( x)=ax + ln x +1, g( x)=2 x
3−m x
2+n,
(1)讨论函数g( x)的单调区间;
(2)讨论函数f ( x)的零点个数;
(3)对任意的x >0,f ( x)< x e
2 x恒成立,求a的取值范围;
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2.(2025·甘肃省张掖市·期末)已知函数f ( x)= ln x +e
x−1.
(1)求f ( x)的导函数f ′( x)的极值;
(2)不等式f ( x)≥kx −1对任意x∈[1,+∞)恒成立,求k的取值范围;
(3)对任意k ∈R,直线y =kx +b与曲线y = f ( x)有且仅有一个公共点,求b的取值范围.
3.(2025·湖北省·期末)1696年,洛必达在他的著作《无限小分析》一书中创造了一种算法,
用以寻找满足一定条件的两函数之商的极限,算法之一为:若函数f ( x)和g( x)满足下列
条件:
①lim
x→a f ( x)=0,lim
x→a g( x)=0;②在点a的去心邻域内f ( x)与g( x)可导,且g
′( x)≠0;
③lim ¿x→a
f
′( x)
g
′ (x)
=l¿,那么lim ¿x→a
f ( x)
g( x) =lim ¿x→a
f
′( x)
g
′( x)
=l.¿¿据此回答下面问题:
(1)求lim ¿x→0 sin x
x
¿的值,并用导数的定义证明:(sin x)′ =cos x
(2)已知f ( x)=
sin x
2+cos x
(ⅰ).求函数y = f ( x)的单调递减区间;
(ⅱ).若f ( x)≤ax对任意x∈[0,+∞)恒成立,求实数a的取值范围.
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