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1、 一、對函數(shù)自變量的取值范圍一分為二
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例1(2010年高考全國卷Ⅰ第20題)已知函數(shù).(1)若,求的取值范圍;(2)證明:.
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分析 (1)略;(2)對自變量的取值范圍一分為二,則只要證:①當時,;②當時,.
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證明? ①當時,,所以在上單調(diào)遞增,所以
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,所以,當且僅當時等號成立.
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②當時,因為,所以,所以在上單調(diào)遞減,所以,從而在上單調(diào)遞增,所以,故當時,.
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綜上可知.
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點評? 對自變量的取值范圍一分為二實際上就是分類討論的思想.
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例2(2011年高考浙江卷理科第22題)設函數(shù).(1)若為的極值點,求實數(shù);(2)求實數(shù)的取值范圍,使
2、得對任意的,恒有成立.
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分析 ?對于第(2)問,注意到,當時,不等式恒成立,因而問題等價于當時,不等式恒成立,求實數(shù)的取值范圍. 由可分離參數(shù),轉化為當時,不等式及都恒成立.于是問題轉化為求函數(shù)的最大值及函數(shù)的最小值,易求得的取值范圍是.
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點評? 本題先將自變量的取值一分為二,再用分離參數(shù)法將函數(shù)一分為二.
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二、對函數(shù)解析式一分為二成兩種類型的函數(shù)
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例3 討論函數(shù)的零點個數(shù).
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解析? 要討論函數(shù)的零點個數(shù),按對數(shù)型和二次函數(shù)將該函數(shù)一分為二,則只要討論兩函數(shù)圖像的交點個數(shù)即可.由于,當時,,單調(diào)遞增;當時,,單調(diào)遞減,所以.又時,;當時,.而,在同一坐標
3、系畫出這兩個函數(shù)的圖像如圖所示.
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從圖像可知:
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(1)當即時,兩函數(shù)圖像只有一個公共點,則只有一個零點;
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(2)當即時,兩函數(shù)的圖像沒有公共點,則沒有零點;
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(3)當即時,兩函數(shù)圖像有兩個公共點,則有兩個零點.
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例4? 求證:對任意的,都有.
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分析? 設,利用導數(shù)求最小值,只要證明即可.易求得,然而很難求出的零點,故可考慮按指數(shù)、對數(shù)的形式將函數(shù)一分為二成兩個函數(shù),從這兩個函數(shù)的圖像和最值尋找解題契機.
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解? 設,則只要證明即可.,當時,;
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當時,,所以.因為,
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當時,;當時,,
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所以.因此,.因為兩個等號成立的條件分別是和,故兩個等號不能同時成立,所以.這兩個函數(shù)的圖像如圖所示.
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三、將函數(shù)一分為二成兩個函數(shù)之積
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例5(2011年湖南卷理科第22題)已知函數(shù).(Ⅰ)求函數(shù)的零點個數(shù),并說明理由;(Ⅱ)略.
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解 因函數(shù),故零點的集合就是函數(shù)在上零點集合之并.顯然有一個零點,又,由零存在性定理知,在上有零點,又在上單調(diào)遞增,故在上有唯一零點.綜上所述,函數(shù)有兩個零點.
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例6(2010年江西高考題)等比數(shù)列中,,函數(shù),則(?? )
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解 設,則,所以,所以,故選.