- 函数与方程
- 共222题
已知函数,
(其中
).
25.如果函数和
有相同的极值点,求
的值,并直接写出函数
的单调区间;
26.令,讨论函数
在区间
上零点的个数。
正确答案
(1)或
;
当时,
的递增区间为
,
,递减区间为
当时,
的递增区间为
,递减区间为
. ;
解析
(Ⅰ),则
,
令,得
或
,而二次函数
在
处有极大值,
所以或
,解得
或
;
当时,
的递增区间为
,
,递减区间为
.
当时,
的递增区间为
,递减区间为
.
考查方向
解题思路
先求导后得到原函数的极值点后结合二次函数即可求得a的值,后面利用常用的方法求单调区间;
易错点
不理解函数和
有相同的极值点导致无法求出a的值;
正确答案
(2)当或
时,函数
有唯一零点;
当时,函数
有两不相等的零点。
解析
(Ⅱ)
令,
,
当
即
时,
无实根,故
的零点为
,满足题意,
即函数有唯一零点
;
当
即
或
时,
若,则
的实数解为
,故
在区间
上有唯一零点
;
若,则
的实数解为
,故
在区间
上有两零点,
或
;
当
即
或
时,
若,由于
,
此时在区间
上有一实数解,故
在区间
上有唯一零点;
若时,由于
,
当即
时,数形结合可知
在区间
上有唯一实数解,
故在区间
上有唯一零点;
若即
时,由于
的对称轴为
,故
,
又且
,
所以在区间
上有两个不等零点.
综上,当或
时,函数
有唯一零点;
当时,函数
有两不相等的零点。
考查方向
解题思路
按照判别式分类讨论各种情况下零点的个数。
易错点
不会确定分类的标准。
20.已知为实常数,函数
.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若函数有两个不同的零点
;
①求实数的取值范围;
②求证:.
正确答案
见解析
解析
(1)的定义域为
.其导数
.
①当时,
,函数在
上是增函数;
②当时,在区间
上,
;在区间
上,
.
所以在
是增函数,在
是减函数.
(2)①由(I)知,当时,函数
在
上是增函数,不可能有两个零点;
当时,
在
是增函数,在
是减函数,此时
为函数
的最大值,当
时,
最多有一个零点,
所以,解得
,
此时,,且
,
令,则
,
所以在
上单调递增,所以
,即
所以的取值范围是
②证法一:
下面证明:当时,
.
设 ,则
.
在
上是增函数,所以当
时,
.
即当时,
..
.
②证法二:
令
则:,
所以函数在区间
上为减函数.
,则
,又
于是.
又由(1)可知
.即
考查方向
解题思路
1利用导数求函数单调性,2根据函数的零点求参数的取值范围
3构造函数求两个零点和的范围
易错点
本题必须注意函数的定义域,以及对参数进行讨论,否则求解错误。
知识点
21. 已知函数.
(I)时,求函数
的零点个数;
(II)当时,若函数
在区间
上的最小值为
,求a的值;
(III)若关于的方程
有两个不同实根
,求实数a的取值范围并证明:
.
正确答案
(1)1;
(2)2
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)直接按照步骤来求(2)要注意对参数的讨论(3)涉及恒成立问题,转化成求函数的最值,这种思路是一般解法,往往要利用“分离参数法”.涉及对数函数,要特别注意函数的定义域.
(I)当时
.
所以函数在
上单调递增;
又因为.所以函数
有且只有一个零点
(II)函数的定义域是
.
当时,
令,即
,
所以或
.
当,即
时,
在[1,e]上单调递增,
所以在[1,e]上的最小值是
,解得
;
当,即
时,
在
上的最小值是
,即
令
,
,
在
单调递减,在
单调递增;
而,
,不合题意;
当 即
时,
在
上单调递减,
所以在
上的最小值是
,解得
,
不合题意 综上可得.
(III) 因为方程有两个不同实根
,即
有两个不同实根
,得
,令
在
上单调递增,
上单调递减
时,
取得最大值
,
由,得当
时,
,而当
,
,
图像如下
∴ 即当
时
有两个不同实根
满足,
两式相加得:,两式相减地
.不妨设
,要证
,只需证
,
即证,
设,令
,
则,∴函数
在
上单调递增,而
.
∴,即
.
考查方向
解题思路
本题考查导数的性质,解题步骤如下:1、求导,然后解导数不等式,算极值。2、构造,转化成求函数的最值,利用“分离参数法”3、当
时
有两个不同实根
…,造
易错点
1、第二问中的易丢对a的分类讨论。
2、第三问中构造函数不正确得不到正确结论。
知识点
19.已知函数在
处的切线方程为
.
(1)求的值;
(2)若对任意的,都有
成立,求
的取值范围;
(3)若函数的两个零点为
,试判断
的正负,并说明理由.
正确答案
(1)
(2)
(3).
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)直接按照步骤来求(2)要注意对参数的讨论(3)涉及恒成立问题,转化成求函数的最值,这种思路是一般解法,往往要利用“分离参数法”.涉及对数函数,要特别注意函数的定义域.
(1)由题意得,因函数在
处的切线方程为
,
所以,得
.
(2)由(1)知对任意
都成立,
所以,即
对任意
都成立,从而
.
又不等式整理可得,令
,
所以,得
,
当时,
,函数
在
上单调递增,
同理,函数在
上单调递减,所以
,
综上所述,实数的取值范围是
.
(3)结论是.
证明:由题意知函数,所以
,
易得函数在
单调递增,在
上单调递减,所以只需证明
即可.
因为是函数
的两个零点,所以
,相减得
,
不妨令,则
,则
,所以
,
,
即证,即证
,
因为,所以
在
上单调递增,所以
,
综上所述,函数总满足
成立.
考查方向
本题考查了利用导数的几何意义,利用导数求含参数的函数单调区间,分类讨论讨论点大体可以分成以下几类:
1、根据判别式讨论;
2、根据二次函数的根的大小;
3、定义域由限制时,根据定义域的隐含条件;
4、求导形式复杂时取部分特别常常只需要转化为一个二次函数来讨论;
5、多次求导求解等.
解题思路
本题考查导数的性质,解题步骤如下:
1、求导,然后解导数不等式,算极值。
2、对参数分类讨论求得单调区间。
3、涉及恒成立问题,转化成求函数的最值,利用“分离参数法”
易错点
1、第二问中恒成立问题,转化为求函数的最值,最值如何求解。
2、第三问中构造函数不正确得不到正确结论。
知识点
13.设是定义在
上的奇函数,且
,设
若函数
有且只有一个零点,则实数
的取值范围是________.
正确答案
解析
是定义在
上的奇函数,且
f(0)=0,解得m=-1
则=2x+
,
则当x>1时,函数为增函数,且当x1时,g(x)
当x 1时,函数为减函数,且当x
1时,g(x)
由得,g(x)=t,做出图像如下,即图像只有一个交点可得实数
的取值范围是
考查方向
解题思路
函数与方程的思想,将函数的零点转化为方程的解、两个函数的交点,用函数的图形来处理。
易错点
1、对零点概念、方程与函数的思想理解不到位,不能准确地转化为函数来处理。
2、本题不容易理解有且只有一个零点含义,从而造成求解上的不精确。。
知识点
12.若函数f(x)=-
+(a-2e)x有三个不同的零点,则实数a的取值范围是( )
正确答案
解析
由f(x)=0知,当x=0时,等式不成立;当x
0时有
,设
,则
知g(x)在
上递减且
,在(0,1)上递增
上递增,根据两函数的图像知当a>0时两个函数有三个交点。因此函数f(x)=
-
+(a-2e)x有三个不同的零点,则实数a的取值范围是(0,+∞)。故A选项不正确,B选项不正确,C选项不正确,所以选D选项。
考查方向
解题思路
把函数f(x)的零点问题转化为两个函数的交点问题,再利用函数的导数探究单调性,从而探索出两个函数的有三个交点时a的取值范围。
A选项不正确,B选项不正确,C选项不正确,所以选D选项。
易错点
难于构造出两个函数的交点问题。
知识点
已知函数
27.设
28.证明:存在,使得
在区间
内恒成立,且
在
内有唯一解.
正确答案
当时,
在区间
上单调递增, 在区间
上单调递减;当
时,
在区间
上单调递增.【考查方向】本题考查导数的运算、导数在研究函数中的应用、函数的零点等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力、创新意识,考查函数与方程、数形结合、分类与整合,化归与转化等数学思想.
解析
由已知,函数的定义域为
,
,
所以.
当时,
在区间
上单调递增,
在区间
上单调递减;
当时,
在区间
上单调递增.
解题思路
首先对函数求导,得
,然后再求导得
.利用导数的符号即得其单调性.此题分
和
两种情况讨论.
易错点
不会确定分类的标准导致出错或不分类;
正确答案
详见解析.
解析
由,解得
.
令.
则,.
故存在,使得
.
令,.
由知,函数
在区间
上单调递增.
所以.
即.
当时,有
,.
由(1)知,函数在区间
上单调递增.
故当时,有
,从而
;
当时,有
,从而
;
所以,当时,
.
综上所述,存在,使得
在区间
内恒成立,且
在
内有唯一解.
考查方向
解题思路
要使得在区间
内恒成立,且
在
内有唯一解,则这个解
应为极小值点,且极小值为0
.所以我们应考虑求
的极小值.由
,解得
,代入
得
.是否存在令
使得
呢?为此,令
.
因为,故存在
,使得
.接下来的问题是,此时的
是否满足
呢?令
.由
知,函数
在区间
上单调递增.所以
.即
.
当时,有
.由(1)知,函数
在区间
上单调递增.
故当时,有
,从而
;当
时,有
,从而
;所以,当
时,
.
易错点
找不到解决问题的思路导致无法入手。
15.若函数存在唯一的零点,则实数t的取值范围为 ▲ .
正确答案
解析
∵当x=0时无零点,
考查方向
解题思路
1)对函数当x=0时进行讨论不成立
2)当
3)讨论进行讨论单调性
4)借助单调性及其最值得出结论
易错点
本题易错在分类不清或者对单调性判断错误
知识点
10.已知定义在R上的奇函数y=f(x)的图像关于直线x=1对称,当-1≤x<0时,f(x)=-,则方程f(x)-
=0在(0,6)内的零点之和为
正确答案
解析
根据性质做出图像
共有4个零点ABCD,且AB关于x=1对称
CD关于x=5对称
考查方向
解题思路
1)根据函数性质得出函数在(0,6)上的图像,
2)数形结合得到零点
3)根据对称性得出零点间关系
易错点
主要易错于函数图像不能有效的画出
知识点
11.已知函数定义在R上的奇函数,当
时,
,给出下列命题:
①当时,
②函数有2个零点
③的解集为
④,都有
其中正确命题个数是( )
正确答案
解析
因为f(x)为R上的奇函数,设x>0,-x<0,则,所以1错误,因为
,所以f(x)有三个零点,所以2错误,
,因为当
,
当所以
所以解集为
,所以3正确。
同理判断4正确,所以选B
考查方向
解题思路
根据函数的相关性质,结合子题目,依次判断
易错点
求导错误;
知识点
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