专题3.3 导数的综合应用(讲)-2018年高考数学(理)一轮复习讲(3)

2019-02-16 12:32

【领悟技法】

1.确定零点的个数问题:可利用数形结合的办法判断交点个数,如果函数较为复杂,可结合导数知识确定极值点和单调区间从而确定其大致图象.

2.方程的有解问题就是判断是否存在零点的问题,可参变分离,转化为求函数的值域问题处理.

3. 与函数零点有关的参数范围问题,往往利用导数研究函数的单调区间和极值点,并结合特殊点,从而判断函数的大致图像,讨论其图象与 轴的位置关系,进而确定参数的取值范围;或通过对方程等价变形转化为两个函数图象的交点问题.

【触类旁通】

【变式一】【2017湖南长沙二模】已知函数f?x?是定义在R上的奇函数,且当x?0时,

f?x???x?1?ex,则对任意m?R,函数F?x??f?f?x???m的零点个数至多有( )

A. 3个 B. 4个 C. 6个 D. 9个

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【答案】A

【解析】当x?0时f'?x???x?2?e,由此可知f?x?在???,?2?上单调递减,在??2,0?上单调递增,

xf??2???e?2, f??1??0且x?0,f?x??1,数f?x?是定义在R上的奇函数, f?0??0,而x????,?1?时, f?x??0,所以f?x?的图象如图,令t?f?x?,则f?t??m,由图可知,当t???1,1?时方程t?f?x?至多3个根,当t???1,1?时方程t?f?x?没有根,而对任意m?R, f?t??m至多有一个根t???1,1?,从而函数F?x??f?f?x???m的零点个数至多有3个.

【变式二】【2017安徽阜阳二模】已知函数f?x??lnx?ex?a?a(e是自然对数的底数 ).

(1)当a?0是,求证: f?x???2;

(2)若函数f?x?有两个零点,求a的取值范围.

【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)a?1.

试题解析:(Ⅰ) 当a?0时,

f'?x??1?1??ex,令f'?x?=0.得: x?x0??,1? x?2?且f?x?在?0,x0?上单增,在?x0,???上单减

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?f?x?max?11??lnx0?e??x0????x0????2.

x0x0??x0(Ⅱ)g'?x??1?ex?a x故等价于g?x?在?0,???上有唯一极大值点x1,且g?x1??0

g'?x1??0?1?ex1?a??lnx1?x1?a x1得: a?x1?lnx1 故g?x1??2lnx1?令h?x??2lnx?1?x1, x11?x,h?1??0 xh'?x??又

21??1?0,?h?x??0?x?1,则x1?1 xx2y?x?lnx在?0,???上单增,由x1?1,得a?x1?lnx1?1.

综上, a?1.

考点3 与不等式恒成立、有解、无解等问题有关的参数范围问题

3【3-1】若不等式mx?lnx?1对?x??0,1?恒成立,则实数m的取值范围是 . e2【答案】[,??)

333333【解析】由mx?lnx?1得mx?lnx?1或mx?lnx??1,即mx?lnx?1或mx?lnx?1.又

x??0,1?,所以m?lnx3?1或m?lnx3?1.因为不等式mx3?lnx?1对?x??0,1?恒成立,所以

xx1?x3?(lnx?1)?3x2lnx?1?或m??lnx?1?.(1)令f(x)?lnx?1,则f?(x)?xm?? ????63x?x3?max?x3?minx22?2x2(1?3lnx)???22?.令f?(x)?0得x?e3?1,当0?x?e3时,f?(x)?0;当e3?x?1时,f?(x)?0.6x所以f(x)在(0,e2?3)上是增函数,在(e,1]是减函数.所以f(x)max2?32??1lne?1e23?f(e)???2?,2?e3(e3)32?3?23 名师解读,权威剖析,独家奉献,打造不一样的高考!

1?x3?(lnx?1)?3x222e4x?3xlnx,因为x?0,1,lnx?1x??g(x)?所以m?.(2)令g(x)?,则??x6x63x32)所以lnx?0,所以易知g?(x)?0,所以g(x)在?0,1?上是增函数.易知当x?0时,g(x)???,故g(xe2lnx?1在?0,1?上无最小值,所以m?在?0,1?上不能恒成立.综上所述,m?,即实数m的取值范围是3x3e2[,??). 3【3-2】已知函数f(x)?ln(2x). x(1)求f(x)在?1,a?(a?1)上的最小值;

(2)若关于x的不等式f2(x)?mf(x)?0只有两个整数解,求实数m的取值范围.

【答案】(1) 【解析】

ln2a1??;(2)??ln2,?ln6?. a3??e1?ln(2x)?(0,); ,令得的递增区间为f(x)f(x)?02x2e令f?(x)?0得f(x)的递减区间为(,??),.2分 ∵x??1,a?,则

2e当1?a?时,f(x)在?1,a?上为增函数,f(x)的最小值为f(1)?ln2;

2(1)f?(x)?当a?eln4?e??e??ln2?f(1), 时,f(x)在?1,?上为增函数,在?,a?上为减函数,又f(2)?22?2??2?eln2a?a?2,f(x)的最小值为f(1)?ln2,...4分若a?2,f(x)的最小值为f(a)?, 2aln2a综上,当1?a?2时,f(x)的最小值为f(1)?ln2;当a?2,f(x)的最小值为f(a)?

aee(2)由(1)知,f(x)的递增区间为(0,),递减区间为(,??),

22e1且在(,??)上ln2x?lne?1?0,又x?0,则f(x)?0.又f()?0.

2212∴m?0时,由不等式f(x)?mf(x)?0得f(x)?0或f(x)??m,而f(x)?0解集为(,??),整数

2∴若

解有无数多个,不合题意;

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1m?0时,由不等式f2(x)?mf(x)?0得f(x)?0,解集为(0,)2整数解有无数多个,不合题意;

1(,??), 2m?0时,由不等式f2(x)?mf(x)?0得f(x)??m或f(x)?0,

∵f(x)?0解集为(0,)无整数解,

若不等式f2(x)?mf(x)?0有两整数解,则f(3)??m?f(1)?f(2), ∴?ln2?m??ln6

1213综上,实数m的取值范围是??ln2,?ln6?

3??1??【领悟技法】

含参数的不等式f(x)?g(x)恒成立、有解、无解的处理方法:①y?f(x)的图象和y?g(x)图象特点考考虑;②构造函数法,一般构造F(x)?f(x)?g(x),转化为F(x)的最值处理;③参变分离法,将不等式等价变形为a?h(x),或a?h(x),进而转化为求函数h(x)的最值.

【触类旁通】

2x?1?1?ax?3a?1?,若存在x??0,???,使得不等式f?x??1成立,则【变式一】已知函数f?x??e??实数a的取值范围为( ) A.?0,???e?2?2?? B. 0,????3?e?1???e?1?e?2?1?? D. ??,????3?e?1??e?1??C.???,???【答案】C 【解析】

因为A,B,所以MA?MB,则f?x??x?m?xmR??存在a?2b?c?m使得

?,则要使m,则a?0,b?0,c?0,可转化为:

11e?21+?1成立.设g?x???,则a?g?x?max.因为x?0,则a?bb?ce?1x?3x?3?3,从而

e?2e?211?,所以g?x??,即a?,选C x?333?e?1?3?e?1? 名师解读,权威剖析,独家奉献,打造不一样的高考!


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