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    专题16 导数的综合应用(解析版)

    王老师

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    3.0分

    共24页 2023-06-20 5知币
    专题 16 导数的综合应用
    【要点提炼】
    1.利用导数研究函数的零点
    数的程的数图x交点是三概念
    解决这类问题可以通过函数的单调性、极值与最值,画出函数图象的变化趋势
    数形结合求解.
    2.三次函数的零点分布
    三次函数在存在两个极值点的情况下,由于x→∞时,函数值也趋向∞,只要
    按照极值与零的大小关系确定其零点的个数即可.存在两个极值点 x1x2x1<x2
    的函数 f(x)ax3bx2cxd(a≠0)的零点分布情况如下:
    a的符号 零点个数 充要条件
    a0
    (f(x1)为极大值,
    f(x2)为极小值)
    一个 f(x1)0f(x2)>0
    两个 f(x1)0f(x2)0
    三个 f(x1)0f(x2)0
    a0
    (f(x1)为极小值,
    f(x2)为极大值)
    一个 f(x1)>0 f(x2)0
    两个 f(x1)0f(x2)0
    三个 f(x1)0f(x2)0
    3.利用导数解决不等式问题
    (1)利用导数证明不等式.
    若证明 f(x)<g(x)x(ab),可以构造函数 F(x)f(x)g(x),如果能证明 F(x)
    (ab)上的最大值小于 0,即可证明 f(x)<g(x)x(ab).
    (2)利用导数解决不等式的“恒成立”与“存在性”问题.
    f(x)>g(x)对一切 xI恒成立If(x)>g(x)的解集的子集[f(x)
    g(x)]min>0(xI).
    xI, 使 f(x)>g(x)成 立 If(x)>g(x)的 解 集 的 交 集 不 是 空 集 [f(x)
    g(x)]max>0(xI).
    ③ 对x1x2I使得 f(x1)g(x2)f(x)maxg(x)min.
    ④ 对x1Ix2I使得 f(x1)g(x2)f(x)ming(x)min.
    4.(1)判断含 xln xex的混合式的函数值的符号时,需利用 x0eln x0exx
    1ln xx1对函数式放缩,有时可放缩为一个常量,变形为关于 x的一次式
    或二次式,再判断符号.
    (2)会对式或(如含 xln xex的混)变形为两
    数处理,好处是避免由于式子的复杂导致的思路无法开展.
    考点
    考向一 利用导数研究函数的零点
    【典例 1 (2020·全国Ⅰ卷)已知函数 f(x)exa(x2).
    (1)a1时,讨论 f(x)的单调性;
    (2)f(x)有两个零点,求 a的取值范围.
     (1)a1时,f(x)exx2xR,则 f′(x)ex1.
    x<0 时,f′(x)<0;当 x>0 时,f′(x)>0.
    所以 f(x)(-∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增.
    (2)f′(x)exa.
    ①当a0时,f′(x)>0
    所以 f(x)(-∞,+∞)单调递增.
    f(x)至多存在一个零点,不合题意.
    ②当a>0 时,由 f′(x)0,可得 xln a.
    x(-∞,ln a)时,f′(x)<0
    x(ln a,+∞)时,f′(x)>0.
    所以 f(x)(-∞,ln a)单调递减,在(ln a,+∞)单调递增.
    故当 xln a时,f(x)取得最小值,最小值为 f(ln a)=-a(1ln a).
    ()0<a≤,则 f(ln a)0f(x)(-∞,+∞)至多存在一个零点,不合题意.
    ()a>,则 f(ln a)<0.
    由于 f(2)e2>0,所以 f(x)(-∞,ln a)存在唯一零点.
    (1)知,当 x>2 时,exx2>0.
    所以当 x>4 x>2ln(2a)时,f(x)e·ea(x2)>eln(2a)·a(x2)2a>0.
    f(x)(ln a,+∞)存在唯一零点.
    从而 f(x)(-∞,+∞)有两个零点.
    综上,a的取值范围是.
    探究提高 1.三步求解函数零点(方程根)的个数问题.
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    王老师

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