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1、 一、對(duì)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(guó)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(duì)自變量的取值范圍一分為二,則只要證:①當(dāng)時(shí),;②當(dāng)時(shí),.
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證明? ①當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增,所以
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,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.
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②當(dāng)時(shí),因?yàn)椋?,所以在上單調(diào)遞減,所以,從而在上單調(diào)遞增,所以,故當(dāng)時(shí),.
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綜上可知.
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點(diǎn)評(píng)? 對(duì)自變量的取值范圍一分為二實(shí)際上就是分類(lèi)討論的思想.
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例2(2011年高考浙江卷理科第22題)設(shè)函數(shù).(1)若為的極值點(diǎn),求實(shí)數(shù);(2)求實(shí)數(shù)的取值范圍,使
2、得對(duì)任意的,恒有成立.
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分析 ?對(duì)于第(2)問(wèn),注意到,當(dāng)時(shí),不等式恒成立,因而問(wèn)題等價(jià)于當(dāng)時(shí),不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍. 由可分離參數(shù),轉(zhuǎn)化為當(dāng)時(shí),不等式及都恒成立.于是問(wèn)題轉(zhuǎn)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(diǎn)評(píng)? 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(duì)函數(shù)解析式一分為二成兩種類(lèi)型的函數(shù)
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例3 討論函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).
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解析? 要討論函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù),按對(duì)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(diǎn)個(gè)數(shù)即可.由于,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,所以.又時(shí),;當(dāng)時(shí),.而,在同一坐標(biāo)
3、系畫(huà)出這兩個(gè)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(dāng)即時(shí),兩函數(shù)圖像只有一個(gè)公共點(diǎn),則只有一個(gè)零點(diǎn);
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(2)當(dāng)即時(shí),兩函數(shù)的圖像沒(méi)有公共點(diǎn),則沒(méi)有零點(diǎn);
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(3)當(dāng)即時(shí),兩函數(shù)圖像有兩個(gè)公共點(diǎn),則有兩個(gè)零點(diǎn).
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例4? 求證:對(duì)任意的,都有.
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分析? 設(shè),利用導(dǎo)數(shù)求最小值,只要證明即可.易求得,然而很難求出的零點(diǎn),故可考慮按指數(shù)、對(duì)數(shù)的形式將函數(shù)一分為二成兩個(gè)函數(shù),從這兩個(gè)函數(shù)的圖像和最值尋找解題契機(jī).
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解? 設(shè),則只要證明即可.,當(dāng)時(shí),;
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當(dāng)時(shí),,所以.因?yàn)椋?
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當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
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所以.因此,.因?yàn)閮蓚€(gè)等號(hào)成立的條件分別是和,故兩個(gè)等號(hào)不能同時(shí)成立,所以.這兩個(gè)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(gè)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(diǎn)個(gè)數(shù),并說(shuō)明理由;(Ⅱ)略.
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解 因函數(shù),故零點(diǎn)的集合就是函數(shù)在上零點(diǎn)集合之并.顯然有一個(gè)零點(diǎn),又,由零存在性定理知,在上有零點(diǎn),又在上單調(diào)遞增,故在上有唯一零點(diǎn).綜上所述,函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn).
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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(shè),則,所以,所以,故選.