磨尖课03 隐零点问题 学案 (原卷版+解析版)

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磨尖课03 隐零点问题 学案 (原卷版+解析版)

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磨尖课03 隐零点问题
  在研究函数单调性时,常常会遇到f'(x)的零点不可求的情形,此时可先论证f'(x)有零点,再虚设零点,最后运用零点代换,化简函数式的策略来解决问题,这是隐零点问题常用的处理方法.隐零点的零点代换处理策略被广泛应用于零点讨论、不等式证明、求最值等各种题型中,是零点不可求问题中一个必备的处理方法,在高考题中比较常见.
已知f(x)=x2-x+asin x.设g(x)=f(x)-x2+2x-ln(x+1),若当x∈(0,π)时,g(x)有唯一零点,求实数a的取值范围.
解析 由g(x)=f(x)-x2+2x-ln(x+1)=x+asin x-ln(x+1),得g'(x)=1+acos x-.
①当a<0时,g'(x)在(0,π)上单调递增,g'(0)=a<0,g'(π)=1-a->0,
所以存在x0∈(0,π)使得g'(x0)=0,
当x∈(0,x0)时,g'(x)<0,g(x)单调递减,
当x∈(x0,π)时,g'(x)>0,g(x)单调递增,
又g(0)=0,g(π)=π-ln(π+1)>0,所以存在唯一的t∈(x0,π),使得g(t)=0,满足题意;
②当a≥0时,由x∈(0,π)可得g(x)≥x-ln(x+1),令h(x)=x-ln(x+1),
则h'(x)=1-=,当x∈(0,π)时,h'(x)>0,故h(x)在(0,π)上单调递增,
则h(x)>h(0)=0,则g(x)>0在(0,π)上恒成立,故g(x)在(0,π)上无零点.
综上所述,实数a的取值范围是(-∞,0).
求解隐零点问题的五个步骤
已知函数f(x)=x2+ax+1,g(x)=ln x-a,a∈R.若存在与函数f(x),g(x)的图象都相切的直线,求实数a的取值范围.
解析 设曲线f(x)上点(x1,f(x1))与曲线g(x)上点(x2,g(x2))处的切线相同,
由题意得,f'(x)=2x+a,g'(x)=,
则f'(x1)=g'(x2)=,即2x1+a==,
故x1=-,代入=+ax1+1-(ln x2-a)得-+ln x2+-a-2=0. (*)
设F(x)=-+ln x+-a-2(x>0),则F'(x)=-++=,不妨设2+ax0-1=0(x0>0),则当0x0时,F'(x)>0,即F(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,代入a==-2x0可得,
F(x)min=F(x0)=+2x0-+ln x0-2.
设G(x)=x2+2x-+ln x-2,则G'(x)=2x+2++>0对x>0恒成立,所以G(x)在区间(0,+∞)上单调递增,又G(1)=0,
所以当0又当x=ea+2时,F(x)=-+ln ea+2+-a-2=-a2≥0,
所以当0由y=-2x得y'=--2<0,即y=-2x在(0,1)上单调递减,因此a==-2x0∈[-1,+∞),
所以实数a的取值范围是[-1,+∞).磨尖课03 隐零点问题
  在研究函数单调性时,常常会遇到f'(x)的零点不可求的情形,此时可先论证f'(x)有零点,再虚设零点,最后运用零点代换,化简函数式的策略来解决问题,这是隐零点问题常用的处理方法.隐零点的零点代换处理策略被广泛应用于零点讨论、不等式证明、求最值等各种题型中,是零点不可求问题中一个必备的处理方法,在高考题中比较常见.
已知f(x)=x2-x+asin x.设g(x)=f(x)-x2+2x-ln(x+1),若当x∈(0,π)时,g(x)有唯一零点,求实数a的取值范围.
求解隐零点问题的五个步骤
已知函数f(x)=x2+ax+1,g(x)=ln x-a,a∈R.若存在与函数f(x),g(x)的图象都相切的直线,求实数a的取值范围.
求导
对函数求导,得到f(xo)=0的方程
确定零点的
根据函数零点存在定理,找出导函数零
大致区间
点的大致区间
虚设零点确
定单调性
虚设零点xo,得出函数的单调性
回代
将由f(x)=O得出的等式关系代入原函数
消参
得出结论
根据上述所求零点的所在区间,找出解
决问题的目标,得出结论

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