高考数学(理数)二轮复习专题1 第3讲《函数与方程》课件 (含详解)
展开【解析】由g(x)=0得f(x)=-x-a,作出函数f(x)和y=-x-a的图象如图.当直线y=-x-a的截距-a≤1,即a≥-1时,两个函数的图象有2个交点,即函数g(x)存在2个零点,故实数a的取值范围是[-1,+∞).故选C.
1.方程解的个数问题构造函数,利用导数研究函数的单调性、极值和特殊点的函数值,根据函数性质结合草图推断方程解的个数.2.不等式问题(1)证明不等式时,可构造函数,将问题转化为函数的极值或最值问题.(2)求解不等式恒成立问题时,可以考虑将参数分离出来,将参数范围问题转化为研究新函数的值域问题.
3.利用导数解决生活中的优化问题的一般步骤(1)分析实际问题中各变量之间的关系,列出实际问题的数学模型,写出实际问题中变量之间的函数关系式y=f(x);(2)求函数的导数f′(x),解方程f′(x)=0;(3)比较函数在区间端点和f′(x)=0的点的函数值的大小,最大(小)者为最大(小)值;(4)回归实际问题作答.
A B
C D
【分析】直接利用函数的图象和性质求出结果.【答案】D
辨识函数图象的两种方法1.直接根据函数解析式作出函数图象,或者是根据图象变换作出函数的图象.2.利用间接法,排除、筛选错误与正确的选项,可从以下几个方面入手:(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置;(2)从函数的单调性,判断图象的变化趋势;(3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性;(4)从函数的周期性,判断图象的循环往复;(5)从特殊点出发,排除不符合要求的选项.
(1)(2018年新课标Ⅲ)函数y=-x4+x2+2的图象大致为( )
【答案】(1)D (2)D
例2 (2018年辽宁模拟)已知函数f(x)=(x-3)ex-a+1有两个零点,则实数a的取值范围是( )A.(1-e,-1) B.(-e,0)C.(1-e2,-1) D.(1-e2,1)【答案】D【解析】令f(x)=0,得(x-3)ex=a-1.设g(x)=(x-3)ex,则g′(x)=(x-2)ex,当x<2时,g′(x)<0,g(x)单调递减且g(x)<0恒成立;当x>2时,g′(x)>0,g(x)单调递增;当x=2时,g(x)取得极小值g(2)=-e2.结合g(x)的图象,可得当-e21.判断函数零点个数的方法(1)解方程法;(2)零点存在性定理法;(3)数形结合法.2.已知函数有零点(方程有根)求参数取值范围常用的方法(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围.(2)分离参数法:将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决.(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.
(2019年吉林长春模拟)已知函数f(x)=x3-3x,且函数g(x)=f(f(x)-a)恰有9个零点,则a的取值范围为( )
当x=-1时,f(x)取得极大值f(-1)=2;当x=1时,f(x)取得极小值f(1)=-2.由f(x)=0,解得x=-或0或.作出函数f(x)的大致图象如图所示.
例3 (2018年新课标Ⅱ)已知函数f(x)=ex-ax2.(1)若a=1,求证:当x≥0时,f(x)≥1;(2)若f(x)在(0,+∞)内只有一个零点,求a.
【解析】(1)证明:当a=1时,f(x)=ex-x2,则f′(x)=ex-2x.令g(x)=ex-2x,则g′(x)=ex-2.令g′(x)=0,解得x=ln 2.当x∈(0,ln 2)时,g′(x)<0;当x∈(ln 2,+∞)时,g′(x)>0.∴g(x)≥g(ln 2)=eln 2-2·ln 2=2-2ln 2>0.∴f(x)在[0,+∞)上单调递增,则f(x)≥f(0)=1.
利用导数证明不等式,可从所证不等式的结构和特点出发,结合已有的知识利用转化与化归思想,构造一个新的函数,再借助导数确定函数的单调性,利用单调性实现问题的转化,从而使不等式得到证明.其一般步骤是:构造可导函数→研究单调性或最值→得出不等关系→整理得出结论.
(2019年内蒙古模拟)已知函数f(x)=2ax-1-2ln x(a∈R).(1)讨论函数f(x)的单调区间;(2)当x>y>e-1时,求证:exln(y+1)>eyln(x+1).
例4 (2019年湖南模拟)已知函数f(x)=(ax-1)ex+a.(1)若f(x)≥f(0)恒成立,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;(2)若f(x)
【解析】(1)∵f(x)=(ax-1)ex+a,∴f′(x)=(ax-1+a)ex.由f(x)≥f(0)恒成立,可知x=0时f(x)取得最小值,也应是极小值,则f′(0)=a-1=0,解得a=1.若a=1,则f′(x)=xex.当x<0时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x>0时,f′(x)>0,f(x)单调递增.∴f(x)≥f(0)恒成立,a=1符合题意.∵f′(1)=e,f(1)=1,∴曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-1=e(x-1),即y=ex-e+1.
研究方程与不等式问题,都要运用函数性质,而导数是研究函数性质的一种重要工具.基本思路是构造函数,利用导数研究该函数的单调性、最值、大致图象和特殊点的函数值,根据函数的性质推断不等式成立的情况及方程根的情况.
【答案】(1,3]∪(4,+∞)【解析】函数f(x)的草图如图,若函数f(x)恰有2个零点,则1<λ≤3或λ>4.
∴当x∈(0,1)时,f′(x)>0,当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,则f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,则f(x)的极大值为f(1)=0.∴函数f(x)零点的个数为1.
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