备战2024年高考数学大一轮复习（人教A版-理）第三章 导数及其应用 高考难点突破课一 导数的综合问题第二课时 利用导数研究函数的零点问题

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第二课时　利用导数研究函数的零点问题

题型一　判断、证明或讨论函数零点的个数
例1 已知函数f(x)＝x3－a(x2＋x＋1).
(1)若a＝3，求f(x)的单调区间；
(2)证明：f(x)只有一个零点.
(1)解　当a＝3时，f(x)＝x3－3x2－3x－3，f′(x)＝x2－6x－3.
令f′(x)＝0，解得x＝3－2或x＝3＋2.
当x∈(－∞，3－2)∪(3＋2，＋∞)时，f′(x)>0；
当x∈(3－2，3＋2)时，f′(x)0，所以f(x)＝0等价于－3a＝0.
设g(x)＝－3a，则g′(x)＝≥0，仅当x＝0时g′(x)＝0，所以g(x)在(－∞，＋∞)单调递增.
故g(x)至多有一个零点，从而f(x)至多有一个零点.
又f(3a－1)＝－6a2＋2a－
＝－6－0，故f(x)有一个零点.
综上，f(x)只有一个零点.
感悟提升　利用导数研究方程根(函数零点)的一般方法
(1)研究方程根的情况，可以通过导数研究函数的单调性、最大值、最小值、变化趋势等.
(2)根据题目要求，画出函数图象的走势规律，标明函数极(最)值的位置.
(3)数形结合法分析问题，可以使问题的求解过程有一个清晰、直观的整体展现.
训练1 设函数f(x)＝ln x＋，m为正数.试讨论函数g(x)＝f′(x)－零点的个数.
解　由题设g(x)＝f′(x)－＝－－(x>0)，
令g(x)＝0，得m＝－x3＋x(x>0).
转化为函数y＝m与y＝－x3＋x的图象的交点情况.
设φ(x)＝－x3＋x(x>0)，
则φ′(x)＝－x2＋1＝－(x－1)(x＋1)，
当x∈(0，1)时，φ′(x)>0，φ(x)在(0，1)上单调递增；
当x∈(1，＋∞)时，φ′(x)时，函数g(x)无零点；
②当m＝时，函数g(x)有且只有一个零点；
③当0