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1、课时验收评价(五)综合性考法针对练导数与函数的零点问题1(2022江南十校一模)已知函数f(x)axln x2,aR.(1)讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)只有一个零点,求a的取值范围解:(1)函数f(x)的定义域为(0,),f(x)a,若a0,则f(x)0,当x时,f(x)0,f(x)单调递增综上,当a0时,f(x)在(0,)上单调递减;当a0时,f(x)在上单调递减,在上单调递增(2)若a0,f1ae2ae10,f(1)a10,因为函数在上单调递减,在上单调递增,所以要使得函数有唯一零点,只需f(x)minf1(a1)ln aa2(a1)(1ln a)0,解得a1或ae.综上,a的取
2、值范围为(,01e2(2022汕头三模)已知函数f(x)x2sin x.(1)求f(x)在的极值;(2)证明:函数g(x)ln xf(x)在上有且只有两个零点解:(1)由f(x)x2sin x,得f(x)12cos x,x(0,),令f(x)0,得x.当0x时,f(x)0,此时函数f(x)单调递减,当x0,此时函数f(x)单调递增,所以函数f(x)的极小值为f,无极大值(2)证明:g(x)ln xf(x)ln xx2sin x,x(0,),则g(x)12cos x,令(x)2cos x1,则(x)2sin x.当x(0,)时,(x)2sin x0,10,gln lne22g0,又gln1,令h
3、(x)ln xx1,其中0x0,所以函数h(x)在(0,1)上单调递增,则h(x)h(1)0,所以hln10,由零点存在定理可知,函数g(x)在上有两个零点3(2022湖北新高考联考协作体联考)已知函数f(x)2exsin xax.(e是自然对数的底数)(1)若a0,求f(x)的单调区间;(2)若0a0,解得sin0,可得2kx2k(kZ),解得2kx2k(kZ),由f(x)0,解得sin0,可得2kx2k2(kZ),解得2kx0;当x时,h(x)0,f()2ea0.当2a0,即00,x0,使得f(x0)0,当x(0,x0)时,f(x)0;当x(x0,)时,f(x)0,又f()a0,由函数零点
4、存在定理可得,此时f(x)在(0,)上仅有一个零点;若2a6时,f(0)2a0,f()2ea0.x1,x2,使得f0,f(x2)0,且当x时,f(x)0.f(x)在和上单调递减,在上单调递增f(0)0,f2e30,f0,又f()a0,由零点存在定理可得,f(x)在和内各有一个零点,即此时f(x)在(0,)上有两个零点综上所述,当0a2时,f(x)在(0,)上仅有一个零点;当2a0.(1)当a1时,求f(x)的最小值;(2)讨论方程exexa|ln(ax)|0根的个数解:(1)a1时,f(x)|ln x|x.当0x1时,f(x)ln xx,f(x)1,0x1,x2x120,f(x)1时,f(x)
5、ln xx,f(x)1.x1,x2x120,f(x)0,即f(x)在(1,)上单调递增所以当x1时,f(x)取得最小值为f(x)minf(1)|ln 1|12.(2)由题exexa|ln(ax)|,x0,则axexexa|ln(ax)|ax,即a|lnex|exexa|ln(ax)|ax.所以f(ex)f(ax)由f(x)a|ln x|x,得f(x)1.当0x1时,f(x)11时,f(x)10.所以f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,)上单调递增又因为f(x)f,所以f(ex)f(ax),当且仅当exax或ex.又ex1,故exax和ex不可能同时成立所以方程exexa|ln|0根的个数是
6、两函数s(x)exax和t(x)xex的零点个数之和,其中x0.当s(x)0时,函数s(x)exax的零点个数转换为直线ya与函数h(x)图象的交点个数,h(x),令h(x)0,即0,解得x1.当易知0x1时,h(x)1时,h(x)0,h(x)单调递增,故h(x)在x1处取得最小值为h(1)e,所以0ae时,直线ya与函数h(x)的图象有2个交点,函数s(x)有2个零点同理,函数t(x)xex的零点个数转化为直线y与函数yxex图象的交点个数,设yxex,x0,则y(x1)ex0,所以函数yxex在(0,)上单调递增,yxex在x0处的函数值为0e00,所以当a0时,t(x)在(0,)上必有1个零点综上所述,0ae时,方程有3个根