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微专题11 导数中的隐零点问题
(虚设零点设而不求)讲义
微专题教学内容
在求解导数问题时,我们一般对函数的零点设而不求,通过一种整体代换和过渡,再结
合题目条件最终解决问题,我们称这类问题为“隐零点问题”.
1. 解题步骤
第 1 步: 用零点存在性定理判定导函数零点的存在性, 列出零点方程
, 并结合
的单调性得到零点的范围;
第 2 步: 以零点为分界点, 说明导函数
的正负, 进而得到
的最值表达式;
第 3 步: 将零点方程
适当变形, 整体代入
最值式子进行化简:
(1)要么消除
最值式中的指对项
(2)要么消除其中的参数项;
从而得到
最值式的估计.
2. 隐零点的同构
实际上, 很多隐零点问题产生的原因就是含有指对项, 而这类问题由往往具有同构特征, 所以
下面我们看到的这两个问题, 它的隐零点代换则需要同构才能做出, 否则, 我们可能很难找到
隐零点合适的代换化简方向. 我们看下面两例: 一类同构式在隐零点问题中的应用的原理分析
所以在解决形如
, 这些常见的代换都是隐零点中常见的操作.
3. 解题感悟
1.隐零点指对于超越方程或者是一些带参数的方程,无法直接求得确切的零点,但是零点确
实存在的问题。特别是在求导的过程,求函数极值点,对原函数求导后,令导函数等于零,
就导函数零点进一步探寻原函数极值点或最值时会经常遇到“隐零点”问题。
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2.隐零点常见题型,有证明零点个数,求解不等式,求最值的取值范围,求参数的范围。
3.解决办法,往往是“虚设零点”,设而不求,结合零点存在定理来初步确定零点的所在区
间。往往这样的零点都与某个参数相关联,相互依赖。在使用零点存在定理确定区间时往往
存在困难,必要时使用放缩法取含参的特殊值来确定零点存在区间。
4.特别是针对导函数的“隐零点”,求解取值范围时,需要根据导函数零点代入方程,把参
数表示成含隐零点的函数,再来求原函数的极值或者最值问题,或证明不等式。构建关于隐
零点作为自变量的新函数,求函数值域或者证明不等式恒成立问题。
典例精讲
【典例1】
用隐零点证明不等式:
会一题通一类
1.用隐零点证明
2.已知函数
.
(1)求
的极值;
(2)证明:
.
2
【典例2】
已知函数f ( x)=ae
x−1−ln x + ln a.
(1)当a=e时,求曲线y = f (x)在点(1,f (1))处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积;
(2)若不等式f (x)≥1恒成立,求a 的取值范围.
会一题通一类
1.已知函数f (x)=ax−e
−x,g(x)= x
2+ xln 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.函数f (x)=e
x−ax ,a∈R.
(1)讨论f (x)的单调性;
(2)当x ≥0时,f (x)≥( x +1)
2恒成立,求a的取值范围;
(3)证明:当a=1时,f (x)>ln x +1.
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【典例3】
已知函数
.
(1)当
时,求曲线
在点
处的切线方程;
(2)当
时,证明:
在定义域内恒成立.
会一题通一类
1.已知函数
.
(1)求曲线
在点
处的切线方程;
(2)证明:
.
2.已知函数
,若
的最小值为0,
(1)求的值;
(2)若
,证明:
存在唯一的极大值点
,且
.
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学后测评
1.已知函数
.
(1)求函数
在点
处的切线方程;
(2)证明:
.
2.设函数
.
(1)若
,证明:当
时,
;
(2)若
,证明:
;
(3)若存在
,使得当且仅当
时,
,求
的取值范围.
3.已知函数
,
.
(1)讨论
的单调性;
(2)证明:若
,则
存在唯一的极小值
,且
.
4.已知函数
,
为
的导函数,
(1)当
时,讨论
的单调性;
(2)若
有两个零点,
(i)求
的取值范围;
(ii)记
较小的一个零点为
,证明:
.
5
5.已知函数
.
(1)若
,求曲线
在点
处的切线方程.
(2)证明:
在
上单调递增.
(3)若
,证明:
.
6.已知函数
是函数
的导函数,且
.
(1)求
;
(2)若
在区间
内单调递增,求实数
的取值范围;
(3)当
时,证明:
.
7.已知函数
,曲线
在
处的切线方程为
.(参考数
据:
为自然对数的底数,
)
(1)求
的值;
(2)求证:
.
8.已知函数
.
(1)证明:
有唯一的极值点;
(2)若
,求
的取值范围.
9.已知函数
.
(1)求函数
在区间
上的最大值;
(2)当
时,证明:
.
10.已知
,函数
,
.
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(1)求曲线
在点
处的切线方程;
(2)证明:
存在唯一的极值点;
(3)若存在
,使得
对任意
成立,求实数
的取值范围.
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