(完整版)导数中的隐零点专项训练题(之学生版).docx
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导数专题:隐零点问题专题导数专题:隐零点问题专题训练一、解答题(本大题共7小题,共84.0分)1.已知函数f(x)=e-ln(x+m)Ι)设x=0是f(x)的极值点,求m,并讨论f(x)的单调性;Ⅱ)当m≤2时,证明f(x)>0.2.已知函数f(x)=.1)证明:对于任意k∈R,直线y=g(x)都不是曲线y=f (x)的切线;2)若存在x∈[e,e],使得f(x)≤g(x),求实数k的取值范围.3.设函数f(x)=ex+ax+b在点(,f())处的切线方程为x+y+1=0.Ⅰ)求a,b的值,并求f(x)的单调区间;Ⅱ)证明:当x≥时,f(x)>x-4.4.已知函数f(x)=alnx-ex;1)讨论f(x)的极值点的个数;2)若a=2,求证:f(x)<0.5.已知函数f(x)=+alnx有极值点,其中e为自然对数的底数.1)求a的取值范围;2)若a∈(,],求证:对于任意x∈(,2],都有f(x)<0.6.设函数f(x)=ax2-lnx+1(a∈R)1)求函数f(x)的单调区间;2)若函数g(x)=ax2-ex+3,求证:对于任意x∈(,+∞),都有f(x)>g(x)恒成立.7.已知函数f(x)=xlnx+ax+b在点(1,f(1))处的切线为3x-y-2=0.1)求函数f(x)的解析式;2)若k∈Z,并且对于任意x>1,都有k<f(x),求k的最大值.当m=2时,函数f(x)在(-2,+∞)上为增函数,且f'(-1)0.因此,f'(x)=0在(-2,+∞)上有唯一实数根x,且x∈(-1,0).当x∈(-2,x)时,f'(x)0,从而当x=x时,f(x)取得最小值.由f'(x)=0,得ln(x+2)=-x.综上,当m≤2时,f(x)>ln(x+2).解析】Ⅰ)求出原函数的导函数,因为x=0是函数f(x)的极值点,由极值点处的导数等于0得出m的值,代入函数解析式后再由导函数大于0和小于0求出原函数的单调区间;Ⅱ)证明当m≤2时,f(x)>ln(x+2),转化为证明当m=2时f(x)>ln(x+2).求出当m=2时函数的导函数,可知导函数在(-2,+∞)上为增函数,并进一步得到导函数在(-1,0)上有唯一零点x,则当x=x时函数取得最小值,借助于x是导函数的零点证出f(x)>ln(x+2),从而结论得证.本题考查了利用导数研究函数的单调性,利用导数求函数在闭区间上的最值,考查了不等式的证明,考查了函数与方程思想,分类讨论的数学思想,综合考查了学生分析问题和解决问题的能力.熟练掌握函数与导数的基础知识是解决该题的关键,是难题.9.已知函数f(x)=ln(x+2).1)证明:对于任意k∈R,直线y=g(x)都不是曲线y=f(x)的切线;2)若存在x∈[e,e^2],使得f(x)≤g(x)+k成立,求实数k 的取值范围.答案】解:1)证明:f(x)的定义域为(-2,∞)。
导数压轴分类(6)---函数的隐零点问题任务一、完成下面问题,总结隐零点问题的解题方法。
例1. [2013湖北理10] 已知a 为常数,函数)(ln )(ax x x x f -=有两个极值点21x x ,,且21x x <,则( )A.)(1x f >0,)(2x f >21-B. )(1x f <0,)(2x f <21- C. )(1x f >0,)(2x f <21- D . )(1x f <0,)(2x f >21-例2. [2012全国文21] 设函数2)(--=ax e x f x .(1)求函数)(x f 的单调区间;(2)若1=a ,k 为整数,且当x >0时,1)(')(++-x x f k x >0,求k 的最大值。
k 的最大值=2任务二、完成下面问题,体验隐零点问题的解题方法的应用。
2.1 [2015北京海淀二模理18] 设函数2ln 1)(xx x f -=. (Ⅰ)求函数)(x f 的零点及单调区间; (Ⅱ)求证:曲线x x y ln =存在斜率为6的切线,且切点的纵坐标0y <1-提示解析:(Ⅰ)函数)(x f 的零点为x e =,单调减区间32(0,)e ;单调增区间32(,)e +∞; (Ⅱ)xx y ln =存在斜率为6的切线即存在点000ln (,)x x x 处导数为6,于是0201ln 6x x -=,即2001ln 60x x --=,令2()1ln 6f x x x =--为增函数,易判断所以01(,1)2x ∈,所以20000000ln 1616x x y x x x x -===-为减函数,所以00012|231x y y =<=-=-2.2 [2013全国Ⅱ理21] 设函数)ln()(m x e x f x +-=.(Ⅰ)若x =0是)(x f 的极值点,求m >0,并讨论)(x f 的单调性; (Ⅱ)当m ≤2时,求证:)(x f >0.任务三、完成下面问题,体验隐零点问题解题的运用,提高解题能力。
导数压轴题中的“隐零点”问题之专项训练题1、设函数()2xf x e ax =--. (Ι)求()f x 的单调区间; (Ⅱ)若1a =,k 为整数,且当0x >时,()()10x k f x x '-++>,求k 的最大值.变式训练: 已知函数()()ln ,f x x x ax a R =+∈.(Ⅰ)若函数()f x 在)2,e ⎡+∞⎣上为增函数,求a 的取值范围; (Ⅱ)若()()()1,,1x f x k x ax x ∀∈+∞>-+-恒成立,求正整数k 的值.2、已知函数()()ln xf x e x m =-+. (Ι)设0x =是()f x 的极值点,求m ,并讨论()f x 的单调性; (Ⅱ)当2m ≤时,证明()0f x >.变式训练: 已知函数()32213f x x x ax =+++在()1,0-上有两个极值点1x 、2x ,且12x x <. (Ι)求实数a 的取值范围; (Ⅱ)证明:()21112f x >.3、已知a R ∈,函数()2x f x e ax =+;()g x 是()f x 的导函数. (Ⅰ)当12a =-时,求函数()f x 的单调区间; (Ⅱ)当0a >时,求证:存在唯一的01,02x a ⎛⎫∈-⎪⎝⎭,使得()00g x =; (Ⅲ)若存在实数,a b ,使得()f x b ≥恒成立,求a b -的最小值.变式训练:已知函数()f x 满足满足121()(1)(0)2x f x f e f x x -'=-+. (Ⅰ)求()f x 的解析式及单调区间; (Ⅱ)若21()2f x x ax b ≥++,求(1)a b +的最大值.4、已知函数()()222ln 22=-++--+f x x a x x ax a a ,其中0>a . (Ⅰ)设()g x 是()f x 的导函数,讨论()g x 的单调性;(Ⅱ)证明:存在()0,1∈a ,使得()0≥f x 在区间()1,+∞内恒成立,且()0=f x 在区间()1,+∞内有唯一解.变式训练 ,已知函数()222ln 2f x x x ax a =-+-+,其中0>a ,设()g x 是()f x 的导函数. (Ⅰ)讨论()g x 的单调性;(Ⅱ)证明:存在()0,1∈a ,使得()0≥f x 恒成立,且()0=f x 在区间()1,+∞内有唯一解.变式训练,已知函数()2ln 12a f x x x x =-++,()21x a g x ae ax a x=++--,其中a R ∈. (Ⅰ)若2a =,求()f x 的极值点;(Ⅱ)试讨论()f x 的单调性;(Ⅲ)若0a >,()0,x ∀∈+∞,恒有()()g x f x '≥(()f x '为()f x 的导函数),求a 的最小值.变式训练 ,已知函数()21ln 2f x x ax x =-+,a R ∈. (Ⅰ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)是否存在实数a ,使得函数()f x 的极值大于0?若存在,则求出a 的取值范围;若不存在,请说明理由.。
第11讲:导数中的隐零点问题思维导图-----知识梳理1、不含参函数的隐零点问题已知不含参函数)(x f ,导函数方程0)('=x f 的根存在,却无法求出,设方程0)('=x f 的根为0x ,则有:①关系式0)('0=x f 成立;②注意确定0x 的合适范围.2、含参函数的隐零点问题已知含参函数),(a x f ,其中a 为参数,导函数方程0),('=a x f 的根存在,却无法求出,设方程0)('=x f 的根为0x ,则有①有关系式0)('0=x f 成立,该关系式给出了a x ,0的关系;②注意确定0x 的合适范围,往往和a 的范围有关.3、函数零点的存在性(1)函数零点存在性定理:设函数()f x 在闭区间[],a b 上连续,且()()0f a f b <,那么在开区间(),a b 内至少有函数()f x 的一个零点,即至少有一点()0,x a b ∈,使得()00f x =.①若()()0f a f b <,则()f x 的零点不一定只有一个,可以有多个②若()()0f a f b >,那么()f x 在[],a b 不一定有零点③若()f x 在[],a b 有零点,则()()f a f b 不一定必须异号(2)若()f x 在[],a b 上是单调函数且连续,则()()()0f a f b f x <⇒在(),a b 的零点唯一.脑洞(常见考法):浮光掠影,抑或醍醐灌顶不含参数的隐零点问题套路(举一反三):手足无措,抑或从容不迫+含参数的隐零点问题套路(举一反三):手足无措,抑或从容不迫已知参数的取值范围证明不等式套路(举一反三):手足无措,抑或从容不迫x x2.(2022·海南·嘉积中学模拟预测)已知函数()ln 2f x x x =--.(1)判断函数的单调性;(2)若对于任意的()1,x ∈+∞,都有()ln 1x x x k x +>-,求整数k 的最大值.3.(2022·北京·北师大实验中学模拟预测)设函数()e 2x f x ax =--.(1)若曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线斜率为1,求实数a 的值;(2)求()f x 的单调区间;(3)若1a =,k 为整数,且当0x >时,()()10x k f x x '-++>恒成立,求k 的最大值.+∞套路(举一反三):手足无措,抑或从容不迫操作(课后作业):行同陌路,抑或一见如故。
导数压轴题中的“隐零点”问题之专项训练题1、( 2012 年全国新课标Ⅱ卷文科第21 题)设函数f xx.e ax 2( Ι ) 求f x的单调区间;(Ⅱ)若 a 1 , k 为整数,且当 x0 时, x k f x x 1 0 ,求 k 的最大值.变式训练:已知函数 f x x ln x ax, a R .(Ⅰ)若函数f x 在e2,上为增函数,求 a 的取值范围;(Ⅱ)若 x1,, f x k x 1ax x 恒成立,求正整数k 的值.2、( 2013 年全国新课标Ⅱ卷理科第21 题)已知函数f x e x ln x m.(Ι)设x0 是 f x 的极值点,求m ,并讨论f x的单调性;(Ⅱ)当m 2 时,证明 f x0 .变式训练:已知函数 f x 2 x3x2ax 1 在1,0上有两个极值点x1、 x2,且 x1 x2.3( Ι ) 求实数a的取值范围;(Ⅱ)证明: f x211. 123、( 2017 年泸州高中高二年级第一次月考文科第21 题)已知 a R ,函数 f x e x ax2; g x 是 f x 的导函数.(Ⅰ)当 a 1f x的单调区间;时,求函数2(Ⅱ)当 a0 时,求证:存在唯一的x01,0,使得g x00 ;2a(Ⅲ)若存在实数 a,b ,使得 f x b 恒成立,求 a b 的最小值.变式训练:( 2012 年全国新课标理科第21 题)已知函数 f ( x) 满足满足 f (x) f (1)e x 1 f (0) x 1 x2.2(Ⅰ)求 f ( x) 的解析式及单调区间;(Ⅱ)若 f (x) 1 x2ax b ,求 ( a1)b 的最大值.24、( 2015 年全国高考四川卷理科第21题)已知函数f x2x a ln x22ax2x2a a ,其中 a 0.(Ⅰ)设 g x 是 f x的导函数,讨论g x 的单调性;(Ⅱ)证明:存在a0,1 ,使得 f x0 在区间 1,内恒成立,且 f x0 在区间 1,内有唯一解 .变式训练1:( 2015 年全国高考四川卷文科第21 题)已知函数f x2ln x x22ax a2,其中a0 ,设g x是f x的导函数.(Ⅰ)讨论 g x 的单调性;(Ⅱ)证明:存在 a 0,1 ,使得 f x 0 恒成立,且 f x 0 在区间1,内有唯一解.变式训练2:( 2015 年绵阳市高三二诊理科第21 题)已知函数 f x a x2ln x x 1, g x ae x a ax 2a 1,其中a R.2x(Ⅰ)若 a2,求 f x 的极值点;(Ⅱ)试讨论 f x 的单调性;(Ⅲ)若 a 0 ,x 0,,恒有g x f x ( f x 为 f x 的导函数),求a的最小值.变式训练3:( 2015 年郑州市高三理科数学模拟第21 题)已知函数f x ln x1ax 2x ,a R .2(Ⅰ)求函数f x 的单调区间;(Ⅱ)是否存在实数 a ,使得函数f x 的极值大于0 ?若存在,则求出 a 的取值范围;若不存在,请说明理由.。
导数压轴题之隐零点问题专辑含答案纯word版本文介绍了导数压轴题中的隐零点问题,共有13道题目。
1.对于已知函数$f(x)=(aex-a-x)ex$,若$f(x)\geq 0$对于$x\in R$恒成立,求实数$a$的值,并证明$f(x)$存在唯一极大值点$x$,且$f(x)<f(x_0)$,其中$x_0$为$f(x)$的零点。
解答:1) 对于$f(x)=ex(aex-a-x)\geq 0$,因为$ex>0$,所以$aex-a-x\geq 0$恒成立,即$a(ex-1)\geq x$恒成立。
当$x=0$时,显然成立。
当$x>0$时,$ex-1>0$,故只需$a\geq 1$。
令$h(x)=aex-a-x$,则$h'(x)=aex-1$,在$(0,+\infty)$恒成立,故$h(x)$在$(0,+\infty)$递减。
又因为$h(0)=0$,故$a\geq1$。
当$x<0$时,$ex-1<0$,故只需$a\leq 1$。
令$g(x)=aex-a-x$,则$g'(x)=aex-1$,在$(-\infty,0)$恒成立,故$g(x)$在$(-\infty,0)$递增。
又因为$g(0)=0$,故$a\leq 1$。
综上,$a=1$。
2) 由(1)得$f(x)=ex(ex-x-1)$,故$f'(x)=ex(2ex-x-2)$。
令$h(x)=2ex-x-2$,则$h'(x)=2ex-1$,所以$h(x)$在$(-\infty,\ln)$单调递减,在$(\ln,+\infty)$单调递增,$h(0)=0$,$h(\ln)=2e^{\ln}-\ln-2=\ln2-10$,故$h(x)$在$(-2,\ln)$有唯一零点$x_0$。
设$x_0$为$f(x)$的零点,则$2ex_0-x_0-2=0$,从而$h(x)$有两个零点$x_0$和$-x_0-2$,所以$f(x)$在$(-\infty,x_0)$单调递增,在$(x_0,+\infty)$单调递减,在$(-2,x_0)$上单调递增,在$(-\infty,-2)$上单调递减,从而$f(x)$存在唯一的极大值点$x_0$。
导数与零点考点一。
求参数取值范围(1)设函数329()62f x x x x a =-+-,若方程()0f x =有且仅有一个实根,求a 的取值范围. 解:(1) '2()3963(1)(2)f x x x x x =-+=--, 因为 当1x <时, '()0f x >;当12x <<时, '()0f x <;当2x >时, '()0f x >;所以 当1x =时,()f x 取极大值 5(1)2f a =-;当2x =时,()f x 取极小值 (2)2f a =-; 故当(2)0f > 或(1)0f <时, 方程()0f x =仅有一个实根. 解得 2a <或52a >. (2)已知函数3()310f x x ax a =--≠,(),若()f x 在1x =-处取得极值,直线y=m 与()y f x =的图象有三个不同的交点,求m 的取值范围。
解:'22()333(),f x x a x a =-=-因为()f x 在1x =-处取得极大值,所以'2(1)3(1)30, 1.f a a -=⨯--=∴= 所以3'2()31,()33,f x x x f x x =--=-由'()0f x =解得121,1x x =-=。
()f x 在1x =-处取得极大值(1)1f -=, 在1x =处取得极小值(1)3f =-,又直线y m =与函数()y f x =的图象有三个不同点,则m 的范围是(3,1)-。
(3)已知函数2()sin cos f x x x x x =++,若曲线()y f x =与直线y b = 有两个不同的交点,求b 的取值范围. 解:由2()sin cos f x x x x x =++,得()(2cos )f x x x '=+,令()0f x '=,得0x =.函数()f x 在区间(,0)-∞上单调递减,在区间(0,)+∞上单调递增,(0)1f =是()f x 的最小值.当1b ≤时,曲线()y f x =与直线y b =最多只有一个交点;当1b >时,()y f x =与直线y b =有且只有两个不同交点.综上可知,b 的取值范围是(1,)+∞.(4)已知函数1()1x f x x e =-+,若直线:1l y kx =-与曲线()y f x =没有公共点,求k 的最大值. 解:()11x f x x e =-+,直线l :1y kx =-与曲线()y f x =没有公共点, 等价于关于x 的方程111xkx x e -=-+在R 上没有实数解,即关于x 的方程: ()11x k x e -=在R 上没有实数解. ①当1k =时,方程(*)可化为10xe =,在R 上没有实数解. ②当1k ≠时,方程(*)化为11x xe k =-. 令()x g x xe =,则有()()1x g x x e '=+. 令()0g x '=,得1x =-, 当1x =-时,()min 1g x e =-,同时当x 趋于+∞时,()g x 趋于+∞, 从而()g x 的取值范围为1,e ⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭.所以当11,1k e ⎛⎫∈-∞- ⎪-⎝⎭时,方程(*)无实数解, 解得k 的取值范围是()1,1e -. 综上,得k 的最大值为1. 考点二。
导数压轴题中的“隐零点”问题之专项训练题1、设函数 f x e x ax 2.( Ι ) 求f x 的单调区间;(Ⅱ)若a 1 , k 为整数,且当x 0 时,x k f x x 1 0 ,求 k 的最大值.变式训练:已知函数 f x x ln x ax, a R .(Ⅰ)若函数 f x 在e2,上为增函数,求 a 的取值范围;(Ⅱ)若x 1,, f x k x 1 ax x 恒成立,求正整数k 的值.x2、已知函数 f x e ln x m .( Ι ) 设x0 是 f x 的极值点,求m ,并讨论f x 的单调性;(Ⅱ)当m 2 时,证明 f x0 .变式训练:已知函数f x2x3x2ax 1 在1,0上有两个极值点x1、 x2,且 x1 x2.3( Ι ) 求实数a的取值范围;(Ⅱ)证明: f x211. 123、已知a R ,函数 f x e x ax2; g x 是 f x 的导函数.(Ⅰ)当 a 1f x 的单调区间;时,求函数2(Ⅱ)当 a0 时,求证:存在唯一的x01,0,使得g x00 ;2a(Ⅲ)若存在实数a, b ,使得f x b 恒成立,求 a b 的最小值.变式训练:已知函数 f ( x) 满足满足 f ( x) f (1)e x 1 f (0) x 1 x2.2(Ⅰ)求 f ( x) 的解析式及单调区间;(Ⅱ)若 f (x) 1 x2ax b ,求 (a1)b 的最大值.24、已知函数f x 2 x a ln x x22ax 2a2 a ,其中 a 0 .(Ⅰ)设 g x 是 f x 的导函数,讨论g x的单调性;(Ⅱ)证明:存在a0,1,使得 f x0在区间 1,内恒成立,且 f x0 在区间 1,内有唯一解 .变式训练,已知函数 f x2ln x x22ax a2,其中a0 ,设g x是 f x的导函数.(Ⅰ)讨论 g x 的单调性;(Ⅱ)证明:存在 a 0,1 ,使得 f x 0 恒成立,且 f x 0 在区间1,内有唯一解.变式训练 ,已知函数f x a x2ln x x 1, g x ae x a ax 2a 1 ,其中a R.2x(Ⅰ)若 a 2 ,求 f x的极值点;(Ⅱ)试讨论 f x 的单调性;(Ⅲ)若 a 0 ,x 0,,恒有g x f x ( f x 为 f x 的导函数),求a的最小值.变式训练,已知函数f x ln x 1 ax2x,a R.2(Ⅰ)求函数 f x 的单调区间;(Ⅱ)是否存在实数 a ,使得函数 f x 的极值大于 0 ?若存在,则求出 a 的取值范围;若不存在,请说明理由.。
专题2 函数的零点个数问题、隐零点及零点赋值问题函数与导数一直是高考中的热点与难点,函数的零点个数问题、隐零点及零点赋值问题是近年高考的热点及难点,特别是隐零点及零点赋值经常成为导数压轴的法宝.(一) 确定函数零点个数1.研究函数零点的技巧用导数研究函数的零点,一方面用导数判断函数的单调性,借助零点存在性定理判断;另一方面,也可将零点问题转化为函数图象的交点问题,利用数形结合来解决.对于函数零点个数问题,可利用函数的值域或最值,结合函数的单调性、草图确定其中参数范围.从图象的最高点、最低点,分析函数的最值、极值;从图象的对称性,分析函数的奇偶性;从图象的走向趋势,分析函数的单调性、周期性等.但需注意探求与论证之间区别,论证是充要关系,要充分利用零点存在定理及函数单调性严格说明函数零点个数.2. 判断函数零点个数的常用方法(1)直接研究函数,求出极值以及最值,画出草图.函数零点的个数问题即是函数图象与x 轴交点的个数问题.(2)分离出参数,转化为a =g (x ),根据导数的知识求出函数g(x )在某区间的单调性,求出极值以及最值,画出草图.函数零点的个数问题即是直线y =a 与函数y =g (x )图象交点的个数问题.只需要用a 与函数g (x )的极值和最值进行比较即可.3. 处理函数y =f (x )与y =g (x )图像的交点问题的常用方法(1)数形结合,即分别作出两函数的图像,观察交点情况;(2)将函数交点问题转化为方程f (x )=g (x )根的个数问题,也通过构造函数y =f (x )-g (x ),把交点个数问题转化为利用导数研究函数的单调性及极值,并作出草图,根据草图确定根的情况.4.找点时若函数有多项有时可以通过恒等变形或放缩进行并项,有时有界函数可以放缩成常数,构造函数时合理分离参数,避开分母为0的情况.【例1】(2024届河南省湘豫名校联考高三下学期考前保温卷数)已知函数()()20,ex ax f x a a =¹ÎR .(1)求()f x 的极大值;(2)若1a =,求()()cos g x f x x =-在区间π,2024π2éù-êúëû上的零点个数.【解析】(1)由题易得,函数()2ex ax f x =的定义域为R ,又()()()22222e e 2e e e x xx xxax x ax ax ax ax f x ---===¢,所以,当0a >时,()(),f x f x ¢随x 的变化情况如下表:x(),0¥-0()0,22()2,¥+()f x ¢-0+0-()f x ]极小值Z极大值]由上表可知,()f x 的单调递增区间为()0,2,单调递减区间为()(),0,2,¥¥-+.所以()f x 的极大值为()()2420e af a =>.当a<0时,()(),f x f x ¢随x 的变化情况如下表:x(),0¥-0()0,22()2,¥+()f x ¢+0-0+()f x Z 极大值]极小值Z由上表可知,()f x 的单调递增区间为()(),0,2,¥¥-+,单调递减区间为()0,2.所以()f x 的极大值为()()000f a =<.综上所述,当0a >时,()f x 的极大值为24ea;当a<0时,()f x 的极大值为0.(2)方法一:当1a =时,()2e x xf x =,所以函数()()2cos cos e x xg x f x x x =-=-.由()0g x =,得2cos e xx x =.所以要求()g x 在区间π,2024π2éù-êúëû上的零点的个数,只需求()y f x =的图象与()cos h x x =的图象在区间π,2024π2éù-êúëû上的交点个数即可.由(1)知,当1a =时,()y f x =在()(),0,2,¥¥-+上单调递减,在()0,2上单调递增,所以()y f x =在区间π,02éù-êúëû上单调递减.又()cos h x x =在区间π,02éù-êúëû上单调递增,且()()()()()1e 1cos 11,001cos00f h f h -=>>-=-=<==,所以()2e x xf x =与()cos h x x =的图象在区间π,02éù-êúëû上只有一个交点,所以()g x 在区间π,02éù-êúëû上有且只有1个零点.因为当10a x =>,时,()20ex x f x =>,()f x 在区间()02,上单调递增,在区间()2,¥+上单调递减,所以()2e x xf x =在区间()0,¥+上有极大值()2421e f =<,即当1,0a x =>时,恒有()01f x <<.又当0x >时,()cos h x x =的值域为[]1,1-,且其最小正周期为2πT =,现考查在其一个周期(]0,2π上的情况,()2ex x f x =在区间(]0,2上单调递增,()cos h x x =在区间(]0,2上单调递减,且()()0001f h =<=,()()202cos2f h >>=,所以()cos h x x =与()2ex x f x =的图象在区间(]0,2上只有一个交点,即()g x 在区间(]0,2上有且只有1个零点.因为在区间3π2,2æùçúèû上,()()0,cos 0f x h x x >=£,所以()2e x xf x =与()cos h x x =的图象在区间3π2,2æùçúèû上无交点,即()g x 在区间3π2,2æùçúèû上无零点.在区间3π,2π2æùçúèû上,()2ex x f x =单调递减,()cos h x x =单调递增,且()()3π3π002π1cos2π2π22f h f h æöæö>><<==ç÷ç÷èøèø,,所以()cos h x x =与()2ex x f x =的图象在区间3π,2π2æùçúèû上只有一个交点,即()g x 在区间3π,2π2æùçúèû上有且只有1个零点.所以()g x 在一个周期(]0,2π上有且只有2个零点.同理可知,在区间(]()*2π,2π2πk k k +ÎN 上,()01f x <<且()2e xx f x =单调递减,()cos h x x =在区间(]2π,2ππk k +上单调递减,在区间(]2ππ,2π2πk k ++上单调递增,且()()()02π1cos 2π2πf k k h k <<==,()()()2ππ01cos 2ππ2ππf k k h k +>>-=+=+()()()02ππ1cos 2ππ2ππf k k h k <+<=+=+,所以()cos h x x =与()2ex x f x =的图象在区间(]2π,2ππk k +和2ππ,2π2π]k k ++(上各有一个交点,即()g x 在(]2π,2024π上的每一个区间(]()*2π,2π2πk k k +ÎN 上都有且只有2个零点.所以()g x 在0,2024π](上共有2024π220242π´=个零点.综上可知,()g x 在区间π,2024π2éù-êúëû上共有202412025+=个零点.方法二:当1a =时,()2e x xf x =,所以函数()()2cos cos ex x g x f x x x =-=-.当π,02éùÎ-êúëûx 时,()22sin 0e x x x g x x -=¢+£,所以()g x 在区间π,02éù-êúëû上单调递减.又()π0,002g g æö-><ç÷èø,所以存在唯一零点0π,02x éùÎ-êúëû,使得()00g x =.所以()g x 在区间π,02éù-êúëû上有且仅有一个零点.当π3π2π,2π,22x k k k æùÎ++ÎçúèûN 时,20cos 0ex x x ><,,所以()0g x >.所以()g x 在π3π2π,2π,22k k k æù++ÎçúèûN 上无零点.当π0,2x æùÎçèû时,()22sin 0exx x g x x -=¢+>,所以()g x 在区间π0,2æöç÷èø上单调递增.又()π00,g 02g æö<>ç÷èø,所以存在唯一零点.当*π2π,2π,2x k k k æùÎ+ÎçúèûN 时,()22sin exx x g x x ¢-=+,设()22sin e x x x x x j -=+,则()242cos 0exx x x x j -=+¢+>所以()g x ¢在*π2π,2π,2k k k æù+ÎçúèûN 上单调递增.又()π2π0,2π+02g k g k æö¢<>ç÷èø¢,所以存在*1π2π,2π,2x k k k æùÎ+ÎçúèûN ,使得()10g x ¢=.即当()12π,x k x Î时,()()10,g x g x <¢单调递减;当1π,2π2x x k æùÎ+çúèû时,()()10,g x g x >¢单调递增.又()π2π0,2π02g k g k æö<+>ç÷èø,所以()g x 在区间*π2π,2π,2k k k æù+ÎçúèûN 上有且仅有一个零点所以()g x 在区间π2π,2π,2k k k æù+ÎçúèûN 上有且仅有一个零点.当3π2π,2π2π,2x k k k æùÎ++ÎçúèûN 时,()22sin exx x g x x ¢-=+,设()22sin e x x x x x j -=+,则()242cos 0e xx x x x j -=+¢+>所以()g x ¢在3π2π,2π2π,2k k k æù++ÎçúèûN 上单调递增.又()3π2π0,2π2π02g k g k æö+<+<ç÷¢¢èø,所以()g x 在区间3π2π,2π2π,2k k k æù++ÎçúèûN 上单调递减:又()3π2π0,2π2π02g k g k æö+>+<ç÷èø,所以存在唯一23π2π,2π2π2x k k æöÎ++ç÷èø,使得()20g x =.所以()g x 在区间3π2π,2π2π,2k k k æù++ÎçúèûN 上有且仅有一个零点.所以()g x 在区间(]2π,2π2π,k k k +ÎN 上有两个零点.所以()g x 在(]0,2024π上共有2024π220242π´=个零点.综上所述,()g x 在区间π,2024π2éù-êúëû上共有202412025+=个零点.(二) 根据函数零点个数确定参数取值范围根据函数零点个数确定参数范围的两种方法1.直接法:根据零点个数求参数范围,通常先确定函数的单调性,根据单调性写出极值及相关端点值的范围,然后根据极值及端点值的正负建立不等式或不等式组求参数取值范围;2.分离参数法:首先分离出参数,然后利用求导的方法求出构造的新函数的最值,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,分离参数法适用条件:(1)参数能够分类出来;(2)分离以后构造的新函数,性质比较容易确定.【例2】(2024届天津市民族中学高三下学期5月模拟)已知函数()()ln 2f x x =+(1)求曲线()y f x =在=1x -处的切线方程;(2)求证:e 1x x ³+;(3)函数()()()2h x f x a x =-+有且只有两个零点,求a 的取值范围.【解析】(1)因为()12f x x ¢=+,所以曲线()y f x =在=1x -处的切线斜率为()11112f -==-+¢,又()()1ln 120f -=-+=,所以切线方程为1y x =+.(2)记()e 1x g x x =--,则()e 1xg x ¢=-,当0x <时,()0g x ¢<,函数()g x 在(),0¥-上单调递减;当0x >时,()0g x ¢>,函数()g x 在()0,¥+上单调递增.所以当0x =时,()g x 取得最小值()00e 10g =-=,所以()e 10xg x x =--³,即e 1x x ³+.(3)()()()()()2ln 22,2h x f x a x x a x x =-+=+-+>-,由题知,()()ln 220x a x +-+=有且只有两个不相等实数根,即()ln 22x a x +=+有且只有两个不相等实数根,令()()ln 2,22x m x x x +=>-+,则()()()21ln 22x m x x -+=+¢,当2e 2x -<<-时,()0m x ¢>,()m x 在()2,e 2--上单调递增;当e 2x >-时,()0m x ¢<,()m x 在()e 2,¥-+上单调递减.当x 趋近于2-时,()m x 趋近于-¥,当x 趋近于+¥时,()m x 趋近于0,又()1e 2ef -=,所以可得()m x 的图象如图:由图可知,当10ea <<时,函数()m x 的图象与直线y a =有两个交点,所以,a 的取值范围为10,e æöç÷èø.(三)零点存在性赋值理论及应用1.确定零点是否存在或函数有几个零点,作为客观题常转化为图象交点问题,作为解答题一般不提倡利用图象求解,而是利用函数单调性及零点赋值理论.函数赋值是近年高考的一个热点, 赋值之所以“热”, 是因为它涉及到函数领域的方方面面:讨论函数零点的个数(包括零点的存在性, 唯一性); 求含参函数的极值或最值; 证明一类超越不等式; 求解某些特殊的超越方程或超越不等式以及各种题型中的参数取值范围等,零点赋值基本模式是已知 f (a ) 的符号,探求赋值点 m (假定 m < a )使得 f (m ) 与 f (a ) 异号,则在 (m ,a ) 上存在零点.2.赋值点遴选要领:遴选赋值点须做到三个确保:确保参数能取到它的一切值; 确保赋值点 x 0 落在规定区间内;确保运算可行三个优先:(1)优先常数赋值点;(2)优先借助已有极值求赋值点;(3)优先简单运算.3.有时赋值点无法确定,可以先对解析式进行放缩,再根据不等式的解确定赋值点(见例2解法),放缩法的难度在于“度”的掌握,难度比较大.【例3】(2024届山东省烟台招远市高考三模)已知函数()()e x f x x a a =+ÎR .(1)讨论函数()f x 的单调性;(2)当3a =时,若方程()()()1f x x xm f x x f x -+=+-有三个不等的实根,求实数m 的取值范围.【解析】(1)求导知()1e xf x a =¢+.当0a ³时,由()1e 10xf x a ¢=+³>可知,()f x 在(),¥¥-+上单调递增;当a<0时,对()ln x a <--有()()ln 1e 1e0a xf x a a --=+>+×=¢,对()ln x a >--有()()ln 1e 1e 0a x f x a a --=+<+×=¢,所以()f x 在()(,ln a ¥ù---û上单调递增,在())ln ,a ¥é--+ë上单调递减.综上,当0a ³时,()f x 在(),¥¥-+上单调递增;当a<0时,()f x 在()(,ln a ¥ù---û上单调递增,在())ln ,a ¥é--+ë上单调递减.(2)当3a =时,()3e xf x x =+,故原方程可化为3e 13e 3e xx xx m x +=++.而()23e 13e 3e 3e 3e 3e 3e x x x x x x xx x x x x x x +-=-=+++,所以原方程又等价于()23e 3e xx x m x =+.由于2x 和()3e3e xxx +不能同时为零,故原方程又等价于()23e 3e x x xm x =×+.即()()2e 3e 90x x x m x m --×-×-=.设()e xg x x -=×,则()()1e xg x x -=-×¢,从而对1x <有()0g x ¢>,对1x >有()0g x ¢<.故()g x 在(],1-¥上递增,在[)1,+¥上递减,这就得到()()1g x g £,且不等号两边相等当且仅当1x =.然后考虑关于x 的方程()g x t =:①若0t £,由于当1x >时有()e 0xg x x t -=×>³,而()g x 在(],1-¥上递增,故方程()g x t =至多有一个解;而()110eg t =>³,()0e e t g t t t t --=×£×=,所以方程()g x t =恰有一个解;②若10e t <<,由于()g x 在(],1-¥上递增,在[)1,+¥上递减,故方程()g x t =至多有两个解;而由()()122222e2e e 2e 2e 12e 22x x x x xxx x g x x g g -------æö=×=×××=××£××=×ç÷èø有1222ln 1ln 222ln 2e2e t t g t t -×-æö£×<×=ç÷èø,再结合()00g t =<,()11e g t =>,()22ln 2ln 2e ln e 1t>>=,即知方程()g x t =恰有两个解,且这两个解分别属于()0,1和21,2ln t æöç÷èø;③若1t e=,则()11e t g ==.由于()()1g x g £,且不等号两边相等当且仅当1x =,故方程()g x t =恰有一解1x =.④若1e t >,则()()11eg x g t £=<,故方程()g x t =无解.由刚刚讨论的()g x t =的解的数量情况可知,方程()()2e 3e 90x x x m x m --×-×-=存在三个不同的实根,当且仅当关于t 的二次方程2390t mt m --=有两个不同的根12,t t ,且110,e t æöÎç÷èø,21,e t ¥æùÎ-çúèû.一方面,若关于t 的二次方程2390t mt m --=有两个不同的根12,t t ,且110,e t æöÎç÷èø,21,e t ¥æùÎ-çúèû,则首先有()20Δ93694m m m m <=+=+,且1212119e e m t t t -=£<.故()(),40,m ¥¥Î--È+, 219e m >-,所以0m >.而方程2390t mt m--=,两解符号相反,故只能1t =,2t =23e m >这就得到203e m ->³,所以22243e m m m æö->+ç÷èø,解得219e 3e m <+.故我们得到2109e 3em <<+;另一方面,当2109e 3e m <<+时,关于t 的二次方程2390t mt m --=有两个不同的根1t =,2t 22116e 13319e 3e 9e 3e 2et +×+×++===,2t 综上,实数m 的取值范围是210,9e 3e æöç÷+èø.(四)隐零点问题1.函数零点按是否可求精确解可以分为两类:一类是数值上能精确求解的,称之为“显零点”;另一类是能够判断其存在但无法直接表示的,称之为“隐零点”.2.利用导数求函数的最值或单调区间,常常会把最值问题转化为求导函数的零点问题,若导数零点存在,但无法求出,我们可以设其为0x ,再利用导函数的单调性确定0x 所在区间,最后根据()00f x ¢=,研究()0f x ,我们把这类问题称为隐零点问题. 注意若)(x f 中含有参数a ,关系式0)('0=x f 是关于a x ,0的关系式,确定0x 的合适范围,往往和a 的范围有关.【例4】(2024届四川省成都市实验外国语学校教育集团高三下学期联考)已知函数()e xf x =,()ln g x x =.(1)若函数()()111x h x ag x x +=---,a ÎR ,讨论函数()h x 的单调性;(2)证明:()()()()1212224x f x f x g x -->-.(参考数据:45e 2.23»,12e 1.65»)【解析】(1)由题意()()1ln 1,11x h x a x x x +=-->-,所以()()22,11ax a h x x x -+¢=>-,当0a =时,()0h x ¢>,所以()h x 在()1,+¥上为增函数;当0a ¹时,令()0h x ¢=得21x a=-,所以若0a >时,211a-<,所以()0h x ¢>,所以()h x 在()1,+¥上为增函数,若0<a 时,211a ->,且211x a<<-时,()0h x ¢>,21x a >-时,()0h x ¢<,所以()h x 在21,1a æö-ç÷èø上为增函数,在21,a æö-+¥ç÷èø上为减函数,综上:当0a ³时,()h x 在()1,+¥上为增函数,当0<a 时,()h x 在21,1a æö-ç÷èø上为增函数,在21,a æö-+¥ç÷èø上为减函数;(2)()()()()1212224x f x f x g x -->-等价于()2121e e 2ln 204x x x x ---+>,设()()2121e e 2ln 24x x F x x x =---+,则()()()222e 2e 12e e 2e e x x x x x x x x x x F x x x x x-+--¢=--==,因为0x >,所以e 10x x +>,设()e 2x x x j =-,则()()10e xx x j ¢=+>,则()x j 在()0,¥+上单调递增,而()4544e 20,1e 2055j j æö=-<=->ç÷èø,所以存在04,15x æöÎç÷èø,使()00x j =,即00e 2xx =,所以00ln ln 2x x +=,即00ln ln 2x x =-,当00x x <<时,()0F x ¢<,则()F x 在()00,x 上单调递减,当0x x >时,()0F x ¢>,则()F x 在()0,x +¥上单调递增,所以()()00200min 121e e 2ln 24x x F x x x =---+()000220001421212ln 22222ln 224x x x x x x =---++=-+-+,设()21422ln 22,15m t t t t æö=-+-+<<ç÷èø,则()3220m t t ¢=+>,则()m t 在4,15æöç÷èø上单调递增,42581632ln 222ln 20516580m æö=-+-+=->ç÷èø,则()min 0F x >,则不等式()2121e e 2ln 204x x x x ---+>恒成立,即不等式()()()()1212224x f x f x g x -->-成立.【例1】(2024届山西省晋中市平遥县高考冲刺调研)已知函数()πln sin sin 10f x x x =++.(1)求函数()f x 在区间[]1,e 上的最小值;(2)判断函数()f x 的零点个数,并证明.【解析】(1)因为()πln sin sin 10f x x x =++,所以1()cos f x x x ¢=+,令()1()cos g x f x x x ==+¢,()21sin g x x x-¢=-,当[]1,e Îx 时,()21sin 0g x x x =--<¢,所以()g x 在[]1,e 上单调递减,且()11cos10g =+>,()112π11e cos e<cos 0e e 3e 2g =++=-<,所以由零点存在定理可知,在区间[1,e]存在唯一的a ,使()()0g f a a =¢=又当()1,x a Î时,()()0g x f x =¢>;当(),e x a Î时,()()0g x f x =¢<;所以()f x 在()1,x a Î上单调递增,在(),e x a Î上单调递减,又因为()ππ1ln1sin1sinsin1sin 1010f =++=+,()()ππe ln e sin e sin1sin e sin 11010f f =++=++>,所以函数()f x 在区间[1,e]上的最小值为()π1sin1sin10f =+.(2)函数()f x 在()0,¥+上有且仅有一个零点,证明如下:函数()πln sin sin 10f x x x =++,()0,x ¥Î+,则1()cos f x x x¢=+,若01x <£,1()cos 0f x x x+¢=>,所以()f x 在区间(]0,1上单调递增,又()π1sin1sin010f =+>,11πππ1sin sin 1sin sin 0e e 1066f æö=-++<-++=ç÷èø,结合零点存在定理可知,()f x 在区间(]0,1有且仅有一个零点,若1πx <£,则ln 0,sin 0x x >³,πsin010>,则()0f x >,若πx >,因为ln ln π1sin x x >>³-,所以()0f x >,综上,函数()f x 在()0,¥+有且仅有一个零点.【例2】(2024届江西省九江市高三三模)已知函数()e e (ax axf x a -=+ÎR ,且0)a ¹.(1)讨论()f x 的单调性;(2)若方程()1f x x x -=+有三个不同的实数解,求a 的取值范围.【解析】(1)解法一:()()e eax axf x a -=-¢令()()e e ax axg x a -=-,则()()2e e0ax axg x a -+¢=>()g x \在R 上单调递增.又()00,g =\当0x <时,()0g x <,即()0f x ¢<;当0x >时,()0g x >,即()0f x ¢>()f x \在(),0¥-上单调递减,在()0,¥+上单调递增.解法二:()()()()e 1e 1e e e ax ax ax ax axa f x a -+-=-=¢①当0a >时,由()0f x ¢<得0x <,由()0f x ¢>得0x >()f x \在(),0¥-上单调递减,在()0,¥+上单调递增②当0a <时,同理可得()f x 在(),0¥-上单调递减,在()0,¥+上单调递增.综上,当0a ¹时,()f x 在(),0¥-上单调递减,在()0,¥+上单调递增.(2)解法一:由()1f x x x -=+,得1e e ax ax x x --+=+,易得0x >令()e e x xh x -=+,则()()ln h ax h x =又()e e x xh x -=+Q 为偶函数,()()ln h ax h x \=由(1)知()h x 在()0,¥+上单调递增,ln ax x \=,即ln xa x=有三个不同的实数解.令()()2ln 1ln ,x x m x m x x x -=¢=,由()0m x ¢>,得0e;x <<由()0m x ¢<,得e x >,()m x \在(]0,e 上单调递增,在()e,¥+上单调递减,且()()110,e em m ==()y m x \=在(]0,1上单调递减,在(]1,e 上单调递增,在()e,¥+上单调递减当0x →时,()m x ¥→+;当x →+¥时,()0m x →,故10ea <<解得10e a -<<或10e a <<,故a 的取值范围是11,00,e e æöæö-Èç÷ç÷èøèø解法二:由()1f x x x -=+得1e e ax ax x x --+=+,易得0x >令()1h x x x -=+,则()h x 在()0,1上单调递减,在()1,¥+上单调递增.由()()e axh h x =,得e ax x =或1e ax x -=两边同时取以e 为底的对数,得ln ax x =或ln ax x =-,ln ax x \=,即ln xa x=有三个不同的实数解下同解法一.【例3】(2024届重庆市第一中学校高三下学期模拟预测)已知函数31()(ln 1)(0)f x a x a x =++>.(1)求证:1ln 0x x +>;(2)若12,x x 是()f x 的两个相异零点,求证:211x x -<【解析】(1)令()1ln ,(0,)g x x x x =+Î+¥,则()1ln g x x ¢=+.令()0g x ¢>,得1ex >;令()0g x ¢<,得10e x <<.所以()g x 在10,e æöç÷èø上单调递减,在1,e ¥æö+ç÷èø上单调递增.所以min 11()10e e g x g æö==->ç÷èø,所以1ln 0x x +>.(2)易知函数()f x 的定义域是(0,)+¥.由()(ln f x a x =+,可得()a f x x ¢=.令()0f x ¢>得x >()0f x ¢<得0<所以()0f x ¢>在æççè上单调递减,在¥ö+÷÷ø上单调递增,所以min 3()ln 333a a f x f a æö==++ç÷èø.①当3ln 3033a aa æö++³ç÷èø,即403e a <£时,()f x 至多有1个零点,故不满足题意.②当3ln 3033a a a æö++<ç÷èø,即43e a >1<<.因为()f x 在¥ö+÷÷ø上单调递增,且(1)10f a =+>.所以(1)0f f ×<,所以()f x 在¥ö+÷÷ø上有且只有1个零点,不妨记为1x 11x <<.由(1)知ln 1x x>-,所以33221(1)0f a a a a a æö=+>+=>ç÷ç÷èø.因为()f x 在æççè0f f <×<,所以()f x 在æççè上有且只有1个零点,记为2x 2x <<211x x <<<<2110x x -<-<.同理,若记12,x x öÎÎ÷÷ø则有2101x x <-<综上所述,211x x -<.【例4】(2022高考全国卷乙理)已知函数()()ln 1e xf x x ax -=++(1)当1a =时,求曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程;(2)若()f x 在区间()()1,0,0,-+¥各恰有一个零点,求a 取值范围.的【解析】(1)当1a =时,()ln(1),(0)0e xxf x x f =++=,所以切点为(0,0),11(),(0)21ex xf x f x -¢¢=+=+,所以切线斜率为2所以曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程为2y x =.(2)()ln(1)e x ax f x x =++,()2e 11(1)()1e (1)ex x xa x a x f x x x +--¢=+=++,设()2()e 1xg x a x=+-1°若0a >,当()2(1,0),()e 10x x g x a x Î-=+->,即()0f x ¢>所以()f x 在(1,0)-上单调递增,()(0)0f x f <=故()f x 在(1,0)-上没有零点,不合题意,2°若10a -……,当,()0x Î+¥时,()e 20xg x ax ¢=->所以()g x 在(0,)+¥上单调递增,所以()(0)10g x g a >=+…,即()0f x ¢>所以()f x 在(0,)+¥上单调递增,()(0)0f x f >=,故()f x 在(0,)+¥上没有零点,不合题意.3°若1a <-,(1)当,()0x Î+¥,则()e 20x g x ax ¢=->,所以()g x 在(0,)+¥上单调递增,(0)10,(1)e 0g a g =+<=>,所以存在(0,1)m Î,使得()0g m =,即()0¢=f m .当(0,),()0,()x m f x f x ¢Î<单调递减,当(,),()0,()x m f x f x ¢Î+¥>单调递增,所以当(0,),()(0)0x m f x f Î<=,当,()x f x →+¥→+¥,所以()f x 在(,)m +¥上有唯一零点,又()f x 在(0,)m 没有零点,即()f x 在(0,)+¥上有唯一零点,(2)当()2(1,0),()e 1xx g x a xÎ-=+-,()e2xg x ax ¢=-,设()()h x g x ¢=,则()e 20x h x a ¢=->,所以()g x ¢在(1,0)-上单调递增,1(1)20,(0)10eg a g ¢¢-=+<=>,所以存(1,0)n Î-,使得()0g n ¢=当(1,),()0,()x n g x g x ¢Î-<单调递减当(,0),()0,()x n g x g x ¢Î>单调递增,()(0)10g x g a <=+<,在又1(1)0eg -=>,所以存在(1,)t n Î-,使得()0g t =,即()0f t ¢=当(1,),()x t f x Î-单调递增,当(,0),()x t f x Î单调递减有1,()x f x →-→-¥而(0)0f =,所以当(,0),()0x t f x Î>,所以()f x 在(1,)t -上有唯一零点,(,0)t 上无零点,即()f x 在(1,0)-上有唯一零点,所以1a <-,符合题意,综上得()f x 在区间(1,0),(0,)-+¥各恰有一个零点,a 的取值范围为(,1)-¥-.【例5】(2024届辽宁省凤城市高三下学期考试)已知函数()1e ln xf x x x x -=--.(1)求函数()f x 的最小值;(2)求证:()()1e e e 1ln 2xf x x x +>---éùëû.【解析】(1)因为函数()1e ln x f x x x x -=--,所以()()()11111e 11e x x f x x x x x --æö=+--=+-çè¢÷ø,记()11e,0x h x x x -=->,()121e 0x h x x-¢=+>,所以()h x 在()0,¥+上单调递增,且()10h =,所以当01x <<时,()0h x <,即()0f x ¢<,所以()f x 在()0,1单调递减;当1x >时,()0h x >,即()0f x ¢>,所以()f x 在()1,¥+单调递增,且()10f ¢=,所以()()min 10f x f ==.(2)要证()()1e e e 1ln 2xf x x x éù+>---ëû,只需证明:()11e ln 02xx x --+>对于0x >恒成立,令()()11e ln 2xg x x x =--+,则()()1e 0xg x x x x¢=->,当0x >时,令1()()e xm x g x x x=¢=-,则21()(1)e 0xm x x x =+¢+>,()m x 在(0,)+¥上单调递增,即()1e xg x x x=¢-在(0,)+¥上为增函数,又因为222333223227e e033238g éùæöæöêú=-=-<ç÷ç÷êøøëû¢úèè,()1e 10g =¢->,所以存在02,13x æöÎç÷èø使得()00g x ¢=,由()0200000e 11e 0x x x g x x x x ¢-=-==,得020e 1xx =即0201x e x =即0201x e x =即002ln x x -=,所以当()00,x x Î时,()1e 0xg x x x=¢-<,()g x 单调递减,当()0,x x ¥Î+时,()1e 0xg x x x=¢->,()g x 单调递增,所以()()()0320000000022min0122111e ln 2222x x x x x x g x g x x x x x -++-==--+=++=,令()3222213x x x x x j æö=++-<<ç÷èø,则()22153223033x x x x j æö=++=++>ç÷èø¢,所以()x j 在2,13æöç÷èø上单调递增,所以()0220327x j j æö>=>ç÷èø,所以()()()002002x g x g x x j ³=>,所以()11e ln 02xx x --+>,即()()1e e e 1ln 2xf x x x éù+>---ëû.1.(2024届湖南省长沙市第一中学高考最后一卷)已知函数()()e 1,ln ,xf x xg x x mx m =-=-ÎR .(1)求()f x 的最小值;(2)设函数()()()h x f x g x =-,讨论()hx 零点的个数.2.(2024届河南省信阳市高三下学期三模)已知函数()()()ln 1.f x ax x a =--ÎR (1)若()0f x ³恒成立,求a 的值;(2)若()f x 有两个不同的零点12,x x ,且21e 1x x ->-,求a 的取值范围.3.(2024届江西省吉安市六校协作体高三下学期5月联考)已知函数()()1e x f x ax a a -=--ÎR .(1)当2a =时,求曲线()y f x =在1x =处的切线方程;(2)若函数()f x 有2个零点,求a 的取值范围.4.(2024届广东省茂名市高州市高三第一次模拟)设函数()e sin x f x a x =+,[)0,x Î+¥.(1)当1a =-时,()1f x bx ³+在[)0,¥+上恒成立,求实数b 的取值范围;(2)若()0,a f x >在[)0,¥+上存在零点,求实数a 的取值范围.5.(2024届河北省张家口市高三下学期第三次模)已知函数()ln 54f x x x =+-.(1)求曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程;(2)证明:3()25f x x>--.6.(2024届上海市格致中学高三下学期三模)已知()e 1xf x ax =--,a ÎR ,e 是自然对数的底数.(1)当1a =时,求函数()y f x =的极值;(2)若关于x 的方程()10f x +=有两个不等实根,求a 的取值范围;(3)当0a >时,若满足()()()1212f x f x x x =<,求证:122ln x x a +<.7.(2024届河南师范大学附属中学高三下学期最后一卷)函数()e 4sin 2x f x x l l =-+-的图象在0x =处的切线为3,y ax a a =--ÎR .(1)求l 的值;(2)求()f x 在(0,)+¥上零点的个数.8.(2024年天津高考数学真题)设函数()ln f x x x =.(1)求()f x 图象上点()()1,1f 处的切线方程;(2)若()(f x a x ³在()0,x Î+¥时恒成立,求a 的值;(3)若()12,0,1x x Î,证明()()121212f x f x x x -£-.9.(2024届河北省高三学生全过程纵向评价六)已知函数()ex axf x =,()sin cosg x x x =+.(1)当1a =时,求()f x 的极值;(2)当()0,πx Î时,()()f x g x £恒成立,求a 的取值范围.10.(2024届四川省绵阳南山中学2高三下学期高考仿真练)已知函数()()1ln R f x a x x a x=-+Î.(1)讨论()f x 的零点个数;(2)若关于x 的不等式()22ef x x £-在()0,¥+上恒成立,求a 的取值范围.11.(2024届四川省成都石室中学高三下学期高考适应性考试)设()21)e sin 3x f x a x =-+-((1)当a =()f x 的零点个数.(2)函数2()()sin 22h x f x x x ax =--++,若对任意0x ³,恒有()0h x >,求实数a 的取值范围12.(2023届云南省保山市高三上学期期末质量监测)已知函数()2sin f x ax x =-.(1)当1a =时,求曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程;(2)当0x >时,()cos f x ax x ³恒成立,求实数a 的取值范围.13.(2024届广东省揭阳市高三上学期开学考试)已知函数()()212ln 1R 2f x x mx m =-+Î.(1)当1m =时,证明:()1f x <;(2)若关于x 的不等式()()2f x m x <-恒成立,求整数m 的最小值.14.(2023届黑龙江省哈尔滨市高三月考)设函数(1)若,,求曲线在点处的切线方程;(2)若,不等式对任意恒成立,求整数k 的最大值.15.(2023届江苏省连云港市高三学情检测)已知函数.(1)判断函数零点的个数,并证明;(2)证明:.322()33f x x ax b x =-+1a =0b =()y f x =()()1,1f 0a b <<1ln 1x k f f x x +æöæö>ç÷ç÷-èøèø()1,x Î+¥21()e xf x x=-()f x 2e ln 2cos 0x x x x x --->。
导数压轴题中的“隐零点”问题之专项训练题
1、设函数 f x e x ax 2.
( Ι ) 求f x 的单调区间;(Ⅱ)若a 1 , k 为整数,且当x 0 时,x k f x x 1 0 ,求 k 的最大值.变式训练:已知函数 f x x ln x ax, a R .
(Ⅰ)若函数 f x 在e2,上为增函数,求 a 的取值范围;
(Ⅱ)若x 1,, f x k x 1 ax x 恒成立,求正整数k 的值.
x
2、已知函数 f x e ln x m .
( Ι ) 设x0 是 f x 的极值点,求m ,并讨论f x 的单调性;(Ⅱ)当m 2 时,证明 f x0 .
变式训练:已知函数
f x2x3x2ax 1 在1,0上有两个极值点x1、 x2,且 x1 x2.
3
( Ι ) 求实数a的取值范围;(Ⅱ)证明: f x211
. 12
3、已知a R ,函数 f x e x ax2; g x 是 f x 的导函数.
(Ⅰ)当 a 1
f x 的单调区间;
时,求函数
2
(Ⅱ)当 a0 时,求证:存在唯一的x0
1
,0
,使得
g x00 ;2a
(Ⅲ)若存在实数a, b ,使得f x b 恒成立,求 a b 的最小值.
变式训练:已知函数 f ( x) 满足满足 f ( x) f (1)e x 1 f (0) x 1 x2.
2
(Ⅰ)求 f ( x) 的解析式及单调区间;(Ⅱ)若 f (x) 1 x2ax b ,求 (a1)b 的最大值.
2
4、已知函数f x 2 x a ln x x22ax 2a2 a ,其中 a 0 .
(Ⅰ)设 g x 是 f x 的导函数,讨论g x的单调性;
(Ⅱ)证明:存在a0,1,使得 f x0在区间 1,内恒成立,且 f x0 在区间 1,内有唯一解 .变式训练,已知函数 f x2ln x x22ax a2,其中a0 ,设g x是 f x的导函数.
(Ⅰ)讨论 g x 的单调性;
(Ⅱ)证明:存在 a 0,1 ,使得 f x 0 恒成立,且 f x 0 在区间1,内有唯一解.
变式训练 ,已知函数f x a x2ln x x 1, g x ae x a ax 2a 1 ,其中a R.
2x
(Ⅰ)若 a 2 ,求 f x的极值点;
(Ⅱ)试讨论 f x 的单调性;
(Ⅲ)若 a 0 ,x 0,,恒有g x f x ( f x 为 f x 的导函数),求a的最小值.
变式训练,已知函数f x ln x 1 ax2x,a R.
2
(Ⅰ)求函数 f x 的单调区间;
(Ⅱ)是否存在实数 a ,使得函数 f x 的极值大于 0 ?若存在,则求出 a 的取值范围;若不存在,请说明理由.。