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第五篇专题2跨阶找点

专题贰太极拳——跨阶找点

若超越函数存在不可求零点,通常我们寻找这个零点,需要用到二分法来卡点:

当a

【例1】(2020•邯郸模拟)已知关于的函数f(x)=ax-a(a≠0)

ex

(1)当a=-1时,求函数f(x)的极值;

(2)若函数F(x)=f(x)+1没有零点,求实数a的取值范围.

 

【例2】(2020•湖南师大附中)已知函数f(x)=1

x2

(1)讨论函数f(x)的单调性;

+

alnx(a∈R).

(2)若x,x(x

)是f(x)的两个零点,证明:

2aln(x

-x+e)+1<0.

1212

21a

【例1】讨论函数f(x)=ex-ax的零点个数.

 

【例2】讨论函数f(x)=lnx-ax的零点个数.

 

【例3】讨论函数f(x)=lnx-a的零点个数.

x

【例4】讨论以下找点问题与之同构母函数的关系.

(1)讨论f(x)=e2x-mx的零点个数;

(2)讨论f(x)=lnx-m

的零点个数;

(3)讨论f(x)=x-a

ex

的零点个数;

(4)已知f(x)=xex-m的零点个数;

(5)已知f(x)=x3lnx-m的零点个数.

【例5】(2017•新课标Ⅰ改编)已知f(x)=ae2x+(a-2)ex-x(00.

 

【例6】已知f(x)=lnx-ax+1(a>0),寻找x0,使得f(x0)<0.

 

【例7】取一个x0使得f(x)=aex-lnx-ax3(a>0).

 

【例8】判断函数f(x)=lnx-a(x-1)的零点个数.

x

【例9】(2018•新课标II)已知函数f(x)=1x3-a(x2+x+1).

3

(1)若a=3,求f(x)的单调区间;

(2)证明:

f(x)只有一个零点.

 

【例10】(2020•新课标Ⅰ)已知函数f(x)=ex-a(x+2).

(1)当a=1时,讨论f(x)的单调性;

(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.

【例11】(2018•新课标Ⅱ)已知函数f(x)=ex-ax2.

(1)若a=1,证明:

当x≥0时,f(x)≥1;

(2)若f(x)在(0,+∞)只有一个零点,求a.

 

【例12】(2017•新课标Ⅰ)已知函数f(x)=ae2x+(a-2)ex-x.

(1)讨论f(x)的单调性;

(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.

【例13】(2016•新课标Ⅰ)已知函数f(x)=(x-2)ex+a(x-1)2.

(1)讨论f(x)的单调性;

(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.

 

【例14】(2021•安徽六校)已知函数f(x)=xex-1kx2-kx(k∈R).

2

(1)讨论函数f(x)的单调性;

(2)讨论函数f(x)的零点个数.

【例15】(2021•广东模拟)已知f(x)=1lnx-ax(a≥0).

x

(1)若函数f(x)在x=e处的切线平行于x轴,求f(x)的单调区间;

(2)设函数F(x)=

f(x),若F(x)在(0,e)上有两个零点,求实数a的取值范围;

x

 

【例16】(2021•广州模拟)已知函数f(x)=lnx-(a+1)x,a∈R.

(1)讨论f(x)的单调性;

(2)设g(x)=f(x)+x+1,函数g(x)有两个不同的零点,求实数a的取值范围.

【例17】(2021•浙江月考)已知a>1,函数f(x)=ex-1x2-ax-1,其中e=2.71828⋯为自然对数的底数.

2

(1)证明:

函数y=f(x)在(0,+∞)上有唯一零点;

(2)记x0为函数y=f(x)在(0,+∞)上的零点,证明:

x0

ln4.6≈1.53)

 

【例18】(2020•清华诊断)已知函数f(x)=(x+1)lnx

(1)求y=f(x)在x=1处的切线方程;

(2)已知实数k>2时,求证:

函数y=f(x)的图像与直线

 

l:

y=k(x-1)有3个交点.

1.(2020•九师联考)已知函数

g(x)=ex-ax2-ax(a∈R),h(x)=ex-2x-lnx

(1)若

f(x)=h(x)-g(x)①讨论函数f(x)的单调性;②若函数f(x)有两个不同的零点,求实数a的值.

(2)已知a>0函数g(x)恰有两个不同的极值点x1,x2证明:

x1+x2

 

2.(2020•湖北联考)已知函数f(x)=lnx,g(x)=2ax3+2(1-a)x2-8x+8a+7.

3

(1)当a=0时,求y=f(x)+g(x)的单调区间;

(2)定义min{a,b}=⎧a,a≤b当a<0时,记函数h(x)=min{f(x),g(x)}(x>0),若函数h(x)至少有三个零

⎩b,a>b

点,求实数a的取值范围.

3.(2016•新课标Ⅲ)设函数f(x)=lnx-x+1.

(1)讨论f(x)的单调性;

(2)证明当x∈(1,+∞)时,1

lnx

(3)设c>1,证明当x∈(0,1)时,1+(c-1)x>cx.

 

2

4.(2015•北京)设函数f(x)=x

2

-

klnx,k>0.

(1)求f(x)的单调区间和极值;

(2)证明:

若f(x)存在零点,则f(x)在区间(1,e)上仅有一个零点.

2

0

5.(2020•全国模拟)已知函数f(x)=⎨4e2

⎪2x

x≥0

x<0

,g(x)=ln(x+a).

(1)若f(x),g(x)有公共点M,且在点M处有相同的切线,求点M的坐标;

(2)判定函数h(x)=f(x)-g(x)在[0,+∞)上的零点个数.

 

6.(2020•扬州模拟)已知函数f(x)=a(x-1)(a∈R),g(x)=lnx.

x

(1)当a=l时,解不等式f(x)-g(x)≤0;

(2)设u(x)=xf(x)-g(x).

①当a<0时,若存在m,n∈(0,+∞)(m≠n),使得u(m)+u(n)=0,证明:

mn<1;

②当a>0时,讨论u(x)的零点个数.

7.(2020•新乡二模)已知函数f(x)=ax-ex(a∈R).

(1)讨论f(x)的单调性;

(2)讨论f(x)在(0,+∞)上的零点个数.

 

8.(2020•河南模拟)已知函数f(x)=x2+(2-a)-alnx(a∈R).

(1)当a=2时,求f(x)的图像在x=1处的切线方程;

(2)当a>3时,求证:

f(x)在[1,+∞)上有唯一零点.

9.(2020•赣州模拟)已知函数f(x)=asinx-lnx(a∈R),其导函数为f'(x).

(1)若不等式f'(x)≥1-1在区间(0π上恒成立,求实数a的取值范围;

,]

x3

(2)当a=2时,证明:

f'(x)在区间(0

π上有且只有两个零点.

,)2

 

10.(2020•银川模拟)已知函数f(x)=ax2-x-lnx,其中a∈R.

(1)若函数f(x)在(0,1)内单调递减,求实数a的取值范围;

(2)试讨论函数f(x)的零点个数.

11.(2020•绵阳模拟)已知函数f(x)=ax-(a+2)lnx-2+2,其中a∈R.

x

(1)当a=4时,求函数f(x)的极值;

(2)试讨论函数f(x)在(1,e)上的零点个数.

 

12.(2020•烟台一模)已知函数f(x)=1+lnx-a(a∈R).

x

(1)若f(x)≤0在(0,+∞)上恒成立,求a的取值范围,并证明:

对任意的n∈N*,

都有1+1+1+⋯+1>ln(n+1);

23n

(2)设g(x)=(x-1)2ex讨论方程f(x)=g(x)实数根的个数.

13.(2020•长春二模)已知函数f(x)=1x3+x2+mx+m.

3

(1)若x1为f(x)的极值点,且f(x1)=f(x2)(x1≠x2),求2x1+x2的值;

(2)求证:

当m>0时,f(x)有唯一的零点.

 

14.(2020•吴兴模拟)已知f(x)=x-1(lnx)2-klnx-1(k∈R).

22

(1)当k=0时,求证函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;

(2)当k>1时,讨论函数f(x)的零点的个数.

15.(2020•全国模拟)已知函数f(x)=-x+lnx,f(x)的最大值为a.

(1)求a的值;

(2)试推断方程|2x(x+alnx)|=2lnx+x是否有实数解?

若有实数解,请求出它的解集.

 

16.(2020•衡阳一模)若方程

f(x)=x有实数根x0,则称x0为函数

f(x)的一个不动点.已知函数

f(x)=ex-lnx+(a+1)x-alnx(e为自然对数的底数)a∈R.

(1)当a≥0时f(x)是否存在不动点?

并证明你的结论;

(2)若a=-e,求证f(x)有唯一不动点.

17.(2020•密云一模)已知函数f(x)=ex(ax+1),a∈R.

(1)求曲线y=f(x)在点M(0,f(0)),处的切线方程;

(2)求函数f(x)的单调区间;

(3)判断函数f(x)的零点个数.

 

18.(2020•河北模拟)已知函数f(x)=lnx-aex+1(a∈R).

(1)当a=1时,讨论f(x)极值点的个数;

(2)若函数f(x)有两个零点,求a的取值范围.

19.(2020•榆林模拟)已知函数f(x)=lnx-ax+a,其中a>0.

(1)若f(x)≤0,求a的值;

(2)讨论函数f(x)的零点个数.

 

20.(2020•西城一模)设函数f(x)=alnx+x2-(a+2)x,其中a∈R.

(1)若曲线y=f(x)在(2,f

(2))处切线的倾斜角为π,求a的值;

4

(2)已知导函数f'(x)在区间(1,e)上存在零点,证明:

当时,f(x)>-e2.

21.(2020•顺庆月考)已知函数f(x)=lnx+1a(x-1)2

2

(1)当a=-1时,求f(x)的单调增区间;

(2)若a>4,且f(x)在(0,1)上有唯一的零点x0,求证:

e-2

 

22.(2020•天山月考)已知函数f(x)=(ex-e)ex+ax2,a∈R.

(1)讨论f(x)的单调性;

(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.

23.(2020•麒麟月考)函数f(x)=x2-ax-a2lnx.

(1)若a=2,求曲线y=f(x)在点T(1,f

(1))处的切线的方程;

(2)若函数f(x)有零点,求a的取值范围.

 

24.(2020•临汾模拟)已知函数f(x)=ax4-1x2(a>0),x∈(0,+∞).

2

(1)若函数y=f'(x)在区间A上单调递减,试探究函数y=f(x),x>x0在区间A上的单调性;

(2)证明:

方程f(x)=f'(x)在(0,+∞)上有且仅有两解.

【例1】(2020•佛山二模)已知函数f(x)=

(1)若f(x)≥0恒成立,求a的取值范围;

-

sinx(x≥a).

(2a<-1

 

f(x)

(0π

 

xf(x)>

 

1

-x

)若,证明:

4

在,)有唯一极值点0,且

2

π-2x0

 

【例2】(2020•佛山二模)已知函数f(x)=αx3+x,其中a∈R.

(1)当a≠0时,求证:

过原点O且与曲线y=f(x)相切的直线有且只有一条;

(2)当x∈[0

π时,不等式f(x)≤tanx恒成立,求实数a的取值范围.

,)2

【例3】(2020•深圳调研)已知函数f(x)=2cos2x+ax2.

(1)当a=1时,求函数f(x)的导函数f'(x)在[-ππ上的零点个数;

,]

22

(2)若关于x的不等式2cos(2sinx)+a2x2≤af(x)在(-∞,+∞)恒成立,求实数a的取值范围.

 

【例4】(2020•深圳调研)已知函数f(x)=cosx+ax2-a.

4

(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(π,f(π))处的切线方程;

(2)当a≥1时,求证:

对任意的x∈[0,2],f(x)≤0

【例5】(2020•开福月考)已知函数f(x)=eaxsinx.

(1)若f(x)在[0

π上单调递增,求实数a的取值花围;

,]4

(2)设a≥1,若∀x∈[0

π,恒有f(x)≤bx成立,求b-e2a的最小值.

,]2

 

【例6】(2019•新课标Ⅰ)已知函数f(x)=2sinx-xcosx-x,f'(x)为f(x)的导数.

(1)证明:

f'(x)在区间(0,π)存在唯一零点;

(2)若x∈[0,π]时,f(x)≥ax,求a的取值范围.

【例7】(2019•新课标Ⅰ)已知函数f(x)=sinx-ln(1+x),f'(x)为f(x)的导数.证明:

(1)f'(x)在区间(-1

π存在唯一极大值点;

,)2

(2)f(x)有且仅有2个零点.

 

【例8】(2013•辽宁)已知函数f(x)=(1+x)e

-2x

,g(x)=ax+x

3

2

+1+2xcosx,当x∈[0,1]时,

(1)求证:

1-x≤f(x)≤

1;

1+x

(2)若f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围.

【例9】(2008•全国卷Ⅱ)设函数f(x)=

(1)求f(x)的单调区间;

sinx.

2+cosx

(2)如果对任何x≥0,都有f(x)≤ax,求a的取值范围.

 

【例10】(2006•湖南)已知函数f(x)=x-sinx,数列{an}满足:

0

(1)0

(2)a

13.

n+1<6an

【例11】(2020•滨州期末)已知函数f(x)=ex(1+mlnx),其中m>0,f'(x)为f(x)的导函数.设h(x)=

且h(x)≥5恒成立.

2

(1)求m的取值范围;

(2)设函数f(x)的零点为x0,函数f'(x)的极小值点为x1,求证:

x0>x1.

 

【例12】(2020•茂名一模)设函数g(x)=lnx+aex,h(x)=axex,0

e

f'(x),

ex

(1)求g(x)在x=1处的切线的一般式方程;

(2)请判断g(x)与h(x)的图像有几个交点?

(3)设x0为函数g(x)-h(x)的极值点,x1为g(x)与h(x)的图像一个交点的横坐标,且x1>x0,证明:

3x0-x1>2.

【例13】(2019•湖北期末)已知函数f(x)=alnx-(x-1)ex,其中a为非零常数.

(1)讨论f(x)的极值点个数,并说明理由;

(2)若a>e,(i)证明:

f(x)在区间(1,+∞)内有且仅有1个零点;(ii)设x0为f(x)的极值点,x1为f(x)

的零点且x1>1,求证:

x0+2lnx0>x1.

 

【例14】(2020•永州二模)已知函数f(x)=e1-x(x2+x-1)+1+x,g(x)=(2-x)ex-1-(3-x)ln(3-x).证明:

(1)存在唯一x0∈(0,1),使f(x0)=0;

(2)存在唯一x1∈(1,2),使g(x1)=0,且对

(1)中的x0,有x0+x1<2.

【例15】(2014•辽宁)函数f(x)=(cosx-x)(π+2x)-8(sinx+1),g(x)=3(x-π)cosx-4(1+sinx)ln(3-2x)

证明:

(1)存在唯一x∈(0π,使f(x)=0;

0,)0

2

(2)存在唯一x∈(π,π),使g(x)=0,且对(Ⅰ)中的x,有x

+x<π.

121

001

 

【例16】(2020•衡水月考)已知函数f(x)=ex+x-2,g(x)=lnx+x,若x1是函数f(x)的零点,x2是函数g(x)

的零点.

(1)比较x1与x2的大小;

(2)证明:

f(x2)+g(x1)<0.

1.(2020•武汉模拟)

(1)证明函数y=ex-2sinx-2xcosx在区间(-π,-π

上单调递增;

x

(2)证明函数f(x)=e

x

2

-2sinx在(-π,0)上有且仅有一个极大值点x0,且0

 

2.(2020•淮北一模)已知函数f(x)=sinx-aln(x+1),a∈R,f'(x)是f(x)的导函数.

(1)若a=2,求f(x)在x=0处的切线方程;

(2)若f(x)在ππ上可单调递增,求a的取值范围;

[,]

42

(3)求证:

当0

),)

22

3.(2020•开封一模)已知函数f(x)=a

ex

+

sinx,a∈R,e为自然对数的底数.

(1)当a=1时,证明:

∀x∈(-∞,0],f(x)≥1;

(2)若函数f(x)在(-π,0)上存在极值点,求实数a的取值范围.

2

 

4.(2020•开封一模)已知函数f(x)=a

ex

+sinx,a∈R,e为自然对数的底数.

(1)当a=1时,证明:

∀x∈(-∞,0],f(x)≥1;

(2)若函数f(x)在(-π,0)上存在极值点,求实数a的取值范围.

2

5.(2019•荔湾月考)已知函数f(x)=sinx,g(x)=x⋅cosx-sinx.

x

(1)判断函数g(x)在区间(0,3π)上零点的个数;

(2)函数f(x)在区间(0,+∞)上的极值点从小到大分别为x1,x2,x3,x4,xn,证明:

(i)f(x1)+f(x2)<0;

(ii)对一切n∈N*,f(x1)+f(x2)+f(x3)++f(xn)<0成立.

 

6.(2019•沙坪坝月考)已知函数f(x)=ex(1+alnx),设f'(x)为f(x)的导函数.

(1)设g(x)=e-xf(x)+x2-x在区间[1,2]上单调递增,求a

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