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1、導(dǎo)數(shù)中的有關(guān)方程根的問題
一、常見基本題型:
(1) 判斷根的個(gè)數(shù)問題,常常轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題,通過構(gòu)造函數(shù)來求解,
例1.已知函數(shù) 求方程的根的個(gè)數(shù).
解: 令
當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),
因此,在時(shí),單調(diào)遞減,
在時(shí),單調(diào)遞增.
又為偶函數(shù),當(dāng)時(shí),極小值為
當(dāng)時(shí),, 當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),, 當(dāng)時(shí),
故的根的情況為:
當(dāng)時(shí),即時(shí),原方程有2個(gè)根;
當(dāng)時(shí),即時(shí),原方程有3個(gè)根;
當(dāng)時(shí),即時(shí),原方程有4個(gè)根
(2)已知方程在給定的區(qū)
2、間上解的情況,去求參數(shù)的取值范圍,另外有關(guān)方程零點(diǎn)的 個(gè)數(shù)問題其實(shí)質(zhì)也是方程根的問題。
例1.已知是不同時(shí)為零的常數(shù)),其導(dǎo)函數(shù)為,
(1)求證:函數(shù)在內(nèi)至少存在一個(gè)零點(diǎn);
(2)若函數(shù)為奇函數(shù),且在處的切線垂直于直線,關(guān)于
的方程在上有且只有一個(gè)實(shí)數(shù)根,求實(shí)數(shù)的取值
范圍.
解:(1)證明:因?yàn)?
當(dāng)時(shí),符合題意;
當(dāng)時(shí),,令,則
令,,
3、 當(dāng)時(shí),, 在內(nèi)有零點(diǎn);
當(dāng)時(shí),,在內(nèi)有零點(diǎn).
當(dāng)時(shí),在內(nèi)至少有一個(gè)零點(diǎn).
綜上可知,函數(shù)在內(nèi)至少有一個(gè)零點(diǎn)
(2) 因?yàn)闉槠婧瘮?shù),
所以,所以,.
又在處的切線垂直于直線,
所以,即.
在上是單調(diào)遞增函數(shù),
在上是單調(diào)遞減函數(shù),由解得,,
由解之得
4、
作與的圖知交點(diǎn)橫坐標(biāo)為
當(dāng)時(shí),過圖象上任意一點(diǎn)向左作平行于 軸的直線與都只有唯一交點(diǎn),當(dāng)取其它任何值時(shí)都有兩個(gè)或沒有交點(diǎn)。
所以當(dāng)時(shí),方程在上有 且只有一個(gè)實(shí)數(shù)根.
二、針對(duì)性練習(xí)
1。設(shè)函數(shù) 當(dāng),,方程有唯一實(shí)數(shù)解, 求正數(shù)的值.
解: 因?yàn)榉匠逃形ㄒ粚?shí)數(shù)解,
所以有唯一實(shí)數(shù)解,
設(shè),
則.令,.
因?yàn)?,?
所以(舍去),,
當(dāng)時(shí),,在(0,)上單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),,在(,+∞)單調(diào)遞增
當(dāng)
5、時(shí),=0,取最小值.
則既
所以,因?yàn)?,所以?)
設(shè)函數(shù),因?yàn)楫?dāng)時(shí),
是增函數(shù),所以至多有一解.
因?yàn)?,所以方程?)的解為,
即,解得
2.設(shè)函數(shù),且為的極值點(diǎn).
(Ⅰ) 若為的極大值點(diǎn),求的單調(diào)區(qū)間(用表示);
(Ⅱ)若恰有兩解,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
解: ,又
所以且,
(I)因?yàn)闉榈臉O大值點(diǎn),所以
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),
所以的遞增區(qū)間為,;遞減區(qū)間為.
(I
6、I)①若,則在上遞減,在上遞增
恰有兩解,則,即,所以;
② 若,則,
因?yàn)?,則的極大值為,
的極小值為, 從而只有一解;
③ 若,則的極小值為
的極大值為, 則只有一解.
綜上,使恰有兩解 的的范圍為.
3.已知函數(shù), 函數(shù),若方程在
上恰有兩解, 求實(shí)數(shù)的取值范圍.
解:
令得 ,則此方程在上恰有兩解。
記
得
在上,,單調(diào)遞減;
在上,,單調(diào)遞增;
又,
.