高考数学导数中的零点问题解决方法
高考数学利用导数研究函数的零点
课堂考点探究
变式题 已知函数f(x)=ex-ax+sin x-1.(1)当a=2时,讨论函数f(x)的单调性;
课堂考点探究
解: 当a=2时,f(x)=ex-2x+sin x-1(x∈R),则f'(x)=ex-2+cos x,设h(x)=f'(x)=ex-2+cosx, 则h'(x)=ex-sin x,当x∈(-∞,0]时,ex≤1,所以f'(x)=ex-2+cos x≤-1+cos x≤0,所以f(x)在(-∞,0]上单调递减;当x∈(0,+∞)时,ex>1,所以h'(x)=ex-sin x>1-sin x≥0,所以f'(x)在(0,+∞)上单调递增,所以f'(x)>f'(0)=0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.综上,f(x)在 (-∞,0]上单调递减;在(0,+∞)上单调递增.
[总结反思]根据函数零点个数确定参数取值范围的核心思想是“数形结合”,即通过函数的单调性确定函数图像与x轴的交点个数,或者通过两个相关函数图像的交点个数确定参数需满足的条件,进而求得参数的取值范围,解决问题的步骤是“先形后数”.
课堂考点探究
课堂考点探究
变式题 已知f(x)=x2-x+asin x.(1)当a=1时,求证:f(x)>0在(0,+∞)上恒成立;
课堂考点探究
例4 已知函数f(x)=x·cos x.(2)求证:当x∈时,方程2f(x)-1=0有且仅有2个不等的实数根.
高考数学总复习考点知识与题型专题讲解22 利用导数研究函数的零点
高考数学总复习考点知识与题型专题讲解§3.7 利用导数研究函数的零点考试要求 函数零点问题在高考中占有很重要的地位，主要涉及判断函数零点的个数或范围．高考常考查三次函数与复合函数的零点问题，以及函数零点与其他知识的交汇问题，一般作为解答题的压轴题出现． 题型一 利用函数性质研究函数的零点 例1已知函数f (x )＝x sin x －1.(1)讨论函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π2，π2上的单调性；(2)证明：函数y ＝f (x )在[0，π]上有两个零点． (1)解 因为函数f (x )的定义域为R ，f (－x )＝－x sin(－x )－1＝f (x )，所以函数f (x )为偶函数，又f ′(x )＝sin x ＋x cos x ，且当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π2时，f ′(x )≥0，所以函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π2上单调递增，又函数f (x )为偶函数，所以f (x )在⎣⎢⎡⎭⎪⎫－π2，0上单调递减，综上，函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π2上单调递增，在⎣⎢⎡⎭⎪⎫－π2，0上单调递减．(2)证明 由(1)得，f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π2上单调递增，又f (0)＝－1<0，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＝π2－1>0，所以f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π2内有且只有一个零点， 当x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤π2，π时，令g (x )＝f ′(x )＝sin x ＋x cos x ，则g ′(x )＝2cos x －x sin x ，当x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤π2，π时，g ′(x )<0恒成立，即g (x )在⎝ ⎛⎦⎥⎤π2，π上单调递减，又g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＝1>0，g (π)＝－π<0，则存在m ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤π2，π，使得g (m )＝0，且当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，m 时，g (x )>g (m )＝0，即f ′(x )>0，则f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，m 上单调递增，当x ∈(m ，π]时，有g (x )<g (m )＝0，即f ′(x )<0，则f (x )在(m ，π]上单调递减， 又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＝π2－1>0，f (π)＝－1<0，所以f (x )在(m ，π]上有且只有一个零点，综上，函数y ＝f (x )在[0，π]上有2个零点．思维升华利用函数性质研究函数的零点，主要是根据函数单调性、奇偶性、最值或极值的符号确定函数零点的个数，此类问题在求解过程中可以通过数形结合的方法确定函数存在零点的条件．跟踪训练1(2023·芜湖模拟)已知函数f (x )＝ax ＋(a －1)ln x ＋1x －2，a ∈R . (1)讨论f (x )的单调性；(2)若f (x )只有一个零点，求a 的取值范围．解 (1)函数f (x )的定义域为(0，＋∞)，f ′(x )＝a ＋a －1x －1x 2＝(ax －1)(x ＋1)x 2，①若a ≤0，则f ′(x )<0，f (x )在(0，＋∞)上单调递减；②若a >0，则当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1a 时，f ′(x )<0，f (x )单调递减，当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ，＋∞时，f ′(x )>0，f (x )单调递增．综上，当a ≤0时，f (x )在(0，＋∞)上单调递减；当a >0时，f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1a 上单调递减，在⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ，＋∞上单调递增．(2)若a ≤0，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ＝a e ＋1－a ＋e －2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1e －1a ＋e －1>0，f (1)＝a －1<0.结合函数的单调性可知，f (x )有唯一零点．若a >0，因为函数在⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1a 上单调递减，在⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ，＋∞上单调递增，所以要使得函数有唯一零点，只需f (x )min ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＝1－(a －1)ln a ＋a －2＝(a －1)(1－ln a )＝0，解得a ＝1或a＝e.综上，a ≤0或a ＝1或a ＝e. 题型二 数形结合法研究函数的零点例2(2023·郑州质检)已知函数f (x )＝e x －ax ＋2a ，a ∈R . (1)讨论函数f (x )的单调性； (2)求函数f (x )的零点个数．解 (1)f (x )＝e x －ax ＋2a ，定义域为R ，且f ′(x )＝e x －a ，当a ≤0时，f ′(x )>0，则f (x )在R 上单调递增；当a >0时，令f ′(x )＝0，则x ＝ln a ， 当x <ln a 时，f ′(x )<0，f (x )单调递减；当x >ln a 时，f ′(x )>0，f (x )单调递增． 综上所述，当a ≤0时，f (x )在R 上单调递增；当a >0时，f (x )在(－∞，ln a )上单调递减，在(ln a ，＋∞)上单调递增． (2)令f (x )＝0，得e x ＝a (x －2)，当a ＝0时，e x ＝a (x －2)无解，∴f (x )无零点， 当a ≠0时，1a ＝x －2e x ，令φ(x )＝x －2e x ，x ∈R ，∴φ′(x )＝3－xe x ， 当x ∈(－∞，3)时，φ′(x )>0；当x ∈(3，＋∞)时，φ′(x )<0，∴φ(x )在(－∞，3)上单调递增，在(3，＋∞)上单调递减，且φ(x )max ＝φ(3)＝1e 3， 又x →＋∞时，φ(x )→0， x →－∞时，φ(x )→－∞， ∴φ(x )的图象如图所示．当1a >1e 3，即0<a <e 3时，f (x )无零点； 当1a ＝1e 3，即a ＝e 3时，f (x )有一个零点； 当0<1a <1e 3，即a >e 3时，f (x )有两个零点； 当1a <0，即a <0时，f (x )有一个零点．综上所述，当a ∈[0，e 3)时，f (x )无零点；当a ∈(－∞，0)∪{e 3}时，f (x )有一个零点；当a ∈(e 3，＋∞)时，f (x )有两个零点．思维升华含参数的函数零点个数，可转化为方程解的个数，若能分离参数，可将参数分离出来后，用x 表示参数的函数，作出该函数的图象，根据图象特征求参数的范围或判断零点个数．跟踪训练2(2023·长沙模拟)已知函数f (x )＝a ln x －2x . (1)若a ＝2，求曲线y ＝f (x )在x ＝1处的切线方程； (2)若函数f (x )在(0,16]上有两个零点，求a 的取值范围．解 (1)当a ＝2时，f (x )＝2ln x －2x ，该函数的定义域为(0，＋∞)，f ′(x )＝2x －1x ，又f (1)＝－2，f ′(1)＝1，因此，曲线y ＝f (x )在x ＝1处的切线方程为y ＋2＝x －1，即x －y －3＝0. (2)①当a ≤0时，f ′(x )＝a x －1x<0，则f (x )在(0，＋∞)上单调递减，不符合题意； ②当a >0时，由f (x )＝a ln x －2x ＝0可得2a ＝ln xx ，令g (x )＝ln x x，其中x >0，则直线y ＝2a 与曲线y ＝g (x )的图象在(0,16]内有两个交点， g ′(x )＝x x －ln x2x x ＝2－ln x2x x，令g ′(x )＝0，可得x ＝e 2<16，列表如下，所以函数g (x )在区间(0,16]上的极大值为g (e 2)＝2e ，且g (16)＝ln 2，作出g (x )的图象如图所示．由图可知，当ln 2≤2a <2e ，即e<a ≤2ln 2时，直线y ＝2a 与曲线y ＝g (x )的图象在(0,16]内有两个交点， 即f (x )在(0,16]上有两个零点， 因此，实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤e ，2ln 2.题型三 构造函数法研究函数的零点例3(12分)(2022·新高考全国Ⅰ)已知函数f (x )＝e x －ax 和g (x )＝ax －ln x 有相同的最小值． (1)求a ；[切入点：求f (x )，g (x )的最小值](2)证明：存在直线y ＝b ，其与两条曲线y ＝f (x )和y ＝g (x )共有三个不同的交点，并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列．[关键点：利用函数的性质与图象判断e x －x ＝b ，x －ln x ＝b 的解的个数及解的关系]思维升华涉及函数的零点(方程的根)问题，主要利用导数确定函数的单调区间和极值点，根据函数零点的个数寻找函数在给定区间内的极值以及区间端点的函数值与0的关系，从而求得参数的取值范围．跟踪训练3(2021·全国甲卷)已知a>0且a≠1，函数f(x)＝x aa x(x>0)．(1)当a＝2时，求f(x)的单调区间；(2)若曲线y＝f(x)与直线y＝1有且仅有两个交点，求a的取值范围．解(1)当a＝2时，f(x)＝x22x(x>0)，f′(x)＝x(2－x ln 2)2x(x>0)，令f′(x)>0，则0<x<2ln 2，此时函数f(x)单调递增，令f ′(x )<0，则x >2ln 2，此时函数f (x )单调递减，所以函数f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0，2ln 2，单调递减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫2ln 2，＋∞.(2)曲线y ＝f (x )与直线y ＝1有且仅有两个交点，可转化为方程x a a x ＝1(x >0)有两个不同的解，即方程ln x x ＝ln aa 有两个不同的解． 设g (x )＝ln xx (x >0)，则g ′(x )＝1－ln x x 2(x >0)， 令g ′(x )＝1－ln xx 2＝0，得x ＝e ，当0<x <e 时，g ′(x )>0，函数g (x )单调递增， 当x >e 时，g ′(x )<0，函数g (x )单调递减， 故g (x )max ＝g (e)＝1e ， 且当x >e 时，g (x )∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1e ，又g (1)＝0，所以0<ln a a <1e ，所以a >1且a ≠e ， 即a 的取值范围为(1，e)∪(e ，＋∞)．课时精练1．(2023·济南质检)已知函数f (x )＝ln x ＋axx ，a ∈R . (1)若a ＝0，求f (x )的最大值；(2)若0<a <1，求证：f (x )有且只有一个零点．(1)解 若a ＝0，则f (x )＝ln x x ，其定义域为(0，＋∞)，∴f ′(x )＝1－ln xx 2，由f ′(x )＝0，得x ＝e ，∴当0<x <e 时，f ′(x )>0；当x >e 时，f ′(x )<0，∴f (x )在(0，e)上单调递增，在(e ，＋∞)上单调递减，∴f (x )max ＝f (e)＝1e .(2)证明 f ′(x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ＋a x －ln x －ax x 2＝1－ln x x 2， 由(1)知，f (x )在(0，e)上单调递增，在(e ，＋∞)上单调递减，∵0<a <1，∴当x >e 时，f (x )＝ln x ＋ax x ＝a ＋ln x x>0， 故f (x )在(e ，＋∞)上无零点；当0<x <e 时，f (x )＝ln x ＋ax x ，∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ＝a －e<0，f (e)＝a ＋1e >0， 且f (x )在(0，e)上单调递增，∴f (x )在(0，e)上有且只有一个零点，综上，f (x )有且只有一个零点．2．函数f (x )＝ax ＋x ln x 在x ＝1处取得极值．(1)求f (x )的单调区间；(2)若y ＝f (x )－m －1在定义域内有两个不同的零点，求实数m 的取值范围．解(1)f(x)的定义域为(0，＋∞)，f′(x)＝a＋ln x＋1，由f′(1)＝a＋1＝0，解得a＝－1.则f(x)＝－x＋x ln x，∴f′(x)＝ln x，令f′(x)>0，解得x>1；令f′(x)<0，解得0<x<1.∴f(x)的单调递增区间为(1，＋∞)，单调递减区间为(0,1)．(2)y＝f(x)－m－1在(0，＋∞)内有两个不同的零点，则函数y＝f(x)与y＝m＋1的图象在(0，＋∞)内有两个不同的交点．由(1)知，f(x)在(0,1)上单调递减，在(1，＋∞)上单调递增，f(x)min＝f(1)＝－1，f(e)＝0，作出f(x)图象如图．由图可知，当－1<m＋1<0，即－2<m<－1时，y＝f(x)与y＝m＋1的图象有两个不同的交点．因此实数m的取值范围是(－2，－1)．3．(2022·河南名校联盟模拟)已知f(x)＝(x－1)e x－13ax3＋13a(a∈R)．(1)若函数f(x)在[0，＋∞)上单调递增，求a的取值范围；(2)当a≤e时，讨论函数f(x)零点的个数．解(1)f(x)＝(x－1)e x－13ax3＋13a，则f′(x)＝x(e x－ax)．∵函数f(x)在[0，＋∞)上单调递增，∴f′(x)＝x(e x－ax)≥0在[0，＋∞)上恒成立，则e x－ax≥0，x≥0.当x＝0时，则1≥0，即a∈R；当x>0时，则a≤e x x，构建g(x)＝e xx(x>0)，则g′(x)＝(x－1)e xx2(x>0)，令g′(x)>0，则x>1，令g′(x)<0，则0<x<1，∴g(x)在(0,1)上单调递减，在(1，＋∞)上单调递增，则g(x)≥g(1)＝e，∴a≤e，综上所述，a≤e.(2)f(x)＝(x－1)e x－13ax3＋13a＝(x－1)⎣⎢⎡⎦⎥⎤e x－13a(x2＋x＋1)，令f(x)＝0，则x＝1或e x－13a(x2＋x＋1)＝0，对于e x－13a(x2＋x＋1)＝0，即e xx2＋x＋1＝13a，构建h(x)＝e xx2＋x＋1，则h′(x)＝x(x－1)e x (x2＋x＋1)2，令h′(x)>0，则x>1或x<0，令h′(x)<0，则0<x<1，∴h(x)在(－∞，0)，(1，＋∞)上单调递增，在(0,1)上单调递减，h(0)＝1，h(1)＝e3且h(x)>0，当x∈R时恒成立，则当a＝e时，e xx2＋x＋1＝13a有两个根x1＝1，x2<0；当0<a<e时，e xx2＋x＋1＝13a只有一个根x3<0；当a≤0时，e xx2＋x＋1＝13a无根．综上所述，当a≤0时，f(x)只有一个零点；当0<a≤e时，f(x)有两个零点．4．(2022·全国乙卷)已知函数f(x)＝ax－1x－(a＋1)ln x.(1)当a＝0时，求f(x)的最大值；(2)若f(x)恰有一个零点，求a的取值范围．解(1)当a＝0时，f(x)＝－1x－ln x(x＞0)，所以f′(x)＝1x2－1x＝1－xx2.当x∈(0,1)时，f′(x)＞0，f(x)单调递增；当x∈(1，＋∞)时，f′(x)＜0，f(x)单调递减，所以f(x)max＝f(1)＝－1.(2)由f (x )＝ax －1x －(a ＋1)ln x (x ＞0)，得f ′(x )＝a ＋1x 2－a ＋1x ＝(ax －1)(x －1)x 2(x ＞0)． 当a ＝0时，由(1)可知，f (x )不存在零点；当a ＜0时，f ′(x )＝a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －1a (x －1)x 2， 当x ∈(0,1)时，f ′(x )＞0，f (x )单调递增，当x ∈(1，＋∞)时，f ′(x )＜0，f (x )单调递减，所以f (x )max ＝f (1)＝a －1＜0，所以f (x )不存在零点；当a ＞0时，f ′(x )＝a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －1a (x －1)x 2， 当a ＝1时，f ′(x )≥0，f (x )在(0，＋∞)上单调递增，因为f (1)＝a －1＝0， 所以函数f (x )恰有一个零点；当a ＞1时，0＜1a ＜1，故f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1a ，(1，＋∞)上单调递增，在⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ，1上单调递减． 因为f (1)＝a －1＞0，所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＞f (1)＞0， 当x →0＋时，f (x )→－∞，由零点存在定理可知f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1a 上必有一个零点，所以a ＞1满足条件，当0＜a ＜1时，1a ＞1，故f (x )在(0,1)，⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ，＋∞上单调递增，在⎝ ⎛⎭⎪⎫1，1a 上单调递减． 因为f (1)＝a －1＜0，所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＜f (1)＜0，当x →＋∞时，f (x )→＋∞，由零点存在定理可知f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ，＋∞上必有一个零点，即0＜a ＜1满足条件．综上，若f (x )恰有一个零点，则a 的取值范围为(0，＋∞)．。
专题07 利用导函数研究函数零点问题 (原卷版)-2024年高考数学复习解答题解题思路训练
专题07利用导函数研究函数零点问题(典型题型归类训练)目录一、必备秘籍..........................................................................................................1二、典型题型..........................................................................................................2题型一：判断（讨论）零点（根）个数问题...................................................2题型二：证明唯一零点问题..............................................................................3题型三：根据零点（根）的个数求参数...........................................................4三、专项训练. (6)一、必备秘籍2、函数零点的判定如果函数()y f x =在区间[,]a b 上的图象是连续不断的一条曲线，并且有()()0f a f b ⋅<，那么函数()y f x =在区间(,)a b 内有零点，即存在(,)c a b ∈，使得()0f c =，这个c 也就是()0f x =的根．我们把这一结论称为函数零点存在性定理．注意：单调性+存在零点=唯一零点3、利用导数确定函数零点的常用方法(1)图象法：根据题目要求画出函数的图象，标明函数极(最)值的位置，借助数形结合的思想分析问题（画草图时注意有时候需使用极限）．(2)利用函数零点存在定理：先用该定理判定函数在某区间上有零点，然后利用导数研究函数的单调性、极值(最值)及区间端点值的符号，进而判断函数在该区间上零点的个数．4、利用函数的零点求参数范围的方法(1)分离参数(()a g x =)后，将原问题转化为()y g x =的值域(最值)问题或转化为直线y a =与()y g x =的图象的交点个数问题(优选分离、次选分类)求解；(2)利用函数零点存在定理构建不等式求解；(3)转化为两个熟悉的函数图象的位置关系问题，从而构建不等式求解．二、典型题型题型一：判断（讨论）零点（根）个数问题题型二：证明唯一零点问题2．（2023上·黑龙江·高三校联考阶段练习）已知函数()ln f x x x =+，()e ln xg x x a =+，且函数()f x 的零点是函数()g x 的零点．(1)求实数a 的值；(2)证明：()y g x =有唯一零点．3．（2023下·河南·高三校联考阶段练习）已知函数()ln f x ax x =-，a ∈R ．(1)过坐标原点作()f x 的切线，求该切线的方程；(2)证明：当a<0时，2()0f x ax +=只有一个实数根．题型三：根据零点（根）的个数求参数三、专项训练8．（2023上·吉林长春·高一吉林省实验校考期中）已知函数()()22ln f x x a x a x =-++，()R a ∈(1)求函数的单调区间与极值点；(2)若4a =，方程()0f x m -=有三个不同的根，求m 的取值范围．9．（2023上·江苏·高三校联考阶段练习）已知函数()2sin cos f x x x x x =-⋅-．(1)若曲线()y f x =在点()()00,x f x 处的切线与x 轴平行，求该切线方程；(2)讨论曲线()y f x =与直线y a =的交点个数．10．（2023下·山东菏泽·高二校考阶段练习）给定函数()()3exf x x =+(1)判断()f x 的单调性并求极值；(2)讨论()()R f x m m =∈解的个数．四、证明题。
求解导数零点问题的四种策略
2020年第12期中学数学教学参考（下旬）'想方法求解导数零点问题的四种策略毛正燕（贵州省安顺市西秀区高级中学）余登高（贵州省安顺市西秀区岩腊乡三股水学校）摘要：导数零点是导数综合应用中非常重要的知识，其考查形式多样，问题设置一般较为复杂，尤其是导 数零点不可求问题。
本文给出四种策略下求解导数零点问题的示例，展现了一种策略独领风骚，多种策略 助力的解题过程。
关键词：导数；零点定理；函数文章编号：1002-2171 (2020) 12-0054-03导数作为高中数学中的重点内容，一直是高考函数压轴题涉及的主要知识。
导数零点问题考查形式多样，问题设置较为复杂，常常给学生的解题带来障碍。
下面笔者通过示例说明求解该类问题的四种策略。
1 一个定理——零点存在性定理在判断导函数/(：c)在给定区间U，6)内的单调 性后，可在区间（a，6)内取两个特殊值（往往取比较容易计算的具有明显特征的数值），计算对应的导函数值，并与〇进行比较，结合函数的零点存在性定理，就 可以得到导函数/'(x)在给定区间（a，6)内存在唯一 的零点。
例1(2019年高考数学全国卷I文科第20题第（I )问）已知函数 /(x) =2sin x—xcos x— x, /U)为/(X)的导函数。
证明：/(1)在区间（0,7T)内存在唯一零点。
分析：先对函数/(I)求导，然后对导函数再次求导，利用函数的单调性与最值，结合函数的零点存在性定理证明。
证明：由题意可得/^(工）=2cos x— [cos x+x(— sin x)] —l=cos x+xsin x一1，设函数g(x)=//(x)=c o s x+xsin x—1，贝!j（:r) =:ccos x。
当时，单调递增；当(|，7T)时，^/(:r)<0，g(jc)单调递减。
则函数g O)的最大值为 —1>〇。
又 g(0) =0，g(7t)=—2,可得 d f) .g(7t)<〇,即/'(f) ./(兀）<〇,所以根据函数的零点存在性定理，可知/(：c)在区间（0, 7t)内存在唯一零点。
(完整版)导数问题中虚设零点的三大策略
导数问题中虚设零点的三大策略导数在高中数学中可谓“神通广大”，是解决函数单调性、极值、最值、不等式证明等问题的“利器”。
因而近几年来与导数有关的数学问题往往成为高考函数压轴题.在面对这些压轴题时，我们经常会碰到导函数具有零点但求解相对比较繁杂甚至无法求解的问题。
此时，我们不必正面强求，可以采用将这个零点只设出来而不必求出来，然后谋求一种整体的转换和过渡,再结合其他条件，从而最终获得问题的解决。
我们称这种解题方法为“虚设零点”法.下面笔者就一些高考题，来说明导数问题中“虚设零点”法的具体解题方法和策略。
策略1整体代换将超越式化简为普通式如果f′(x）是超越形式(对字母进行了有限次初等超越运算包括无理数次乘方、指数、对数、三角、反三角等运算的解析式，称为初等超越式，简称超越式）,并且f′（x）的零点是存在的，但我们无法求出其零点,这时采用虚设零点法，逐步分析出“零点”所在的范围和满足的关系式,然后分析出相应函数的单调性，最后通过恰当运用函数的极值与零点所满足的“关系”推演出所要求的结果。
通过这种形式化的合理代换或推理，谋求一种整体的转换和过渡，从而将超越式化简为普通式，有效破解求解或推理证明中的难点.例1（2015年全国高考新课标Ⅰ卷文21）设函数f（x）=e2x-alnx.（1)讨论f（x）的导函数f′（x）的零点的个数;(2）证明：当a>0时，f（x)≥2a+aln2a。
解（1）f（x）的定义域为（0，+∞），f′（x)=2e2x—ax（x>0)。
由f′（x）=0，得2xe2x=a。
令g（x）=2xe2x，g′(x）=（4x+2）e2x〉0（x>0）,从而g（x）在（0,+∞）单调递增，所以g （x）>g（0）=0.当a〉0时，方程g（x）=a有一个根，即f′（x）存在唯一零点;当a≤0时,方程g(x)=a没有根，即f′（x）没有零点。
（2）由(1）,可设f′（x)在（0，+∞）的唯一零点为x0，当x∈（0，x0)时，f′(x）〈0；当x∈（x0，+∞）时，f′（x）>0。
高考数学专题一 微专题8 利用导数研究函数零点问题
④当x∈(π，＋∞)时，ln(x＋1)>1， 所以f(x)<0，从而f(x)在(π，＋∞)上没有零点. 综上，f(x)有且仅有2个零点.
跟踪训练1 (2023·常德模拟)已知函数f(x)＝x2＋2－aln x(a∈R). x
(1)若f(x)在x＝2处取得极值，求f(x)在点(1，f(1))处的切线方程；
因为 f(x)＝x2＋2x－aln x，x>0，
2x3－ax－2
所以 f′(x)＝ x2
(x>0)，
令g(x)＝2x3－ax－2，则g′(x)＝6x2－a，
由 a>0，g′(x)＝0，可得 x＝ a6，
所以 g(x)在0，
a6上单调递减，在
a6，＋∞上单调递增，
由于 g(0)＝－2<0，故当 x∈0，
a6时，g(x)<0，
又g(1)＝－a<0，故g(x)在(1，＋∞)上有唯一零点，设为x1，
从而可知f(x)在(0，x1)上单调递减，在(x1，＋∞)上单调递增，
由于f(x)有唯一零点x0，故x1＝x0，且x0>1，
所以有 2x30－ax0－2＝0，x20＋x20－aln x0＝0，
联立得 2ln x0－x30－3 1－1＝0，
(*)
令 h(x)＝2ln x－x3－3 1－1，可知 h(x)在(1，＋∞)上单调递增，
由于 h(2)＝2ln 2－170<2×0.7－170<0，h(3)＝2ln 3－2296>2×1－2296>0， 故方程(*)的唯一解，即f(x)的唯一零点x0∈(2,3)，故[x0]＝2.
考点二 由零点个数求参数范围
③若a<－1， (ⅰ)当x∈(0，＋∞)时， 则g′(x)＝ex－2ax>0， 所以g(x)在(0，＋∞)上单调递增， 又g(0)＝1＋a<0，g(1)＝e>0， 所以存在m∈(0,1)， 使得g(m)＝0，即f′(m)＝0， 当x∈(0，m)时，f′(x)<0，f(x)单调递减， 当x∈(m，＋∞)时，f′(x)>0，f(x)单调递增， 所以当x∈(0，m)时，f(x)<f(0)＝0，
高三总复习数学课件 利用导数研究函数的零点问题
根据以上信息，画出大致图象，如图所示．
(3)令 g(x)＝f(x)－a＝0，得 f(x)＝a. 所以函数 g(x)＝f(x)－a(a∈R )的零点的个数，即函数 y＝f(x)的图象与直线 y ＝a 的交点个数．
易知当 x＝－2 时，f(x)取得最小值， 最小值为 f(－2)＝－e12.
若选择条件②， 由于 0<a<12，故 0<2a<1， 则 f(0)＝b－1≤2a－1<0， 当 b≥0 时，e2>4,4a<2， f(2)＝e2－4a＋b>0， 又函数 f(x)在区间(0，＋∞)上单调递增， 故函数 f(x)在区间(0，＋∞)上有一个零点．
当b<0时，构造函数H(x)＝ex－x－1，则H′(x)＝ex－1， 当x∈(－∞，0)时，H′(x)<0，H(x)单调递减， 当x∈(0，＋∞)时，H′(x)>0，H(x)单调递增， 注意到H(0)＝0，故H(x)≥0恒成立，从而ex≥x＋1，此时f(x)＝(x－1)ex－ ax2＋b≥(x－1)(x＋1)－ax2＋b＝(1－a)x2＋(b－1)，
综上，当 a<－e12时，函数 g(x)的零点的个数为 0; 当 a＝－e12或 a≥0 时，函数 g(x)的零点的个数为 1； 当－e12<a<0 时，函数 g(x)的零点的个数为 2.
[系统思维] 利用导数确定函数零点或方程根个数的常用方法 (1)构建函数g(x)(要求g′(x)易求，g′(x)＝0可解)，转化确定g(x)的零点个 数问题求解，利用导数研究该函数的单调性、极值，并确定定义区间端点值的 符号(或变化趋势)等，画出g(x)的图象草图，数形结合求解函数零点的个数． (2)利用函数零点存在定理：先用该定理判断函数在某区间上有零点，然后 利用导数研究函数的单调性、极值(最值)及区间端点值符号，进而判断函数在该 区间上零点的个数．
10.分离函数解决导数零点不可求问题
[高考数学母题一千题]分离函数解决导数零点不可求问题解决导数零点不可求问题的通法利用导数研究函数的关键“点”是求导数的零点,在高考中,存在一类试题,其导数的零点不可求,那么如何破解“导数的零点不可求”的困局?我们给出破解困局的通法,以如下母题的方式给出:[母题结构]:己知函数f(x)满足其导函数f '(x)的零点不可求,研究函数f(x)的性质.[解题程序]:首先对导函数f '(x)进行等价变形,分离出函数g(x),使f '(x)=M(x)g(x),其中M(x)或恒正,或恒负,或其零点可求,然后,研究函数g(x)的零点. 1.函数g(x)不含参数子题类型Ⅰ:(2012年课标高考试题文科第21题)设函数f(x)=e x-ax-2. (Ⅰ)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.[分析]:本题的落脚点在第(Ⅱ)问,利用分离参数法可得:当x>0时,(x-k)f '(x)+x+1>0⇔k<11-+xe x +x,令g(x)=11-+x e x +x(x>0),则问题等价于k<g(x)的最小值;由g '(x)=2)1()1()1(-+--xxx e e x e +1=-2)1(1-+xx e xe +1=2)1(-xx e e (e x-x-2),然后,利用(Ⅰ)中的结果,研究分离出的函数f(x)=e x-x-2的零点.[解析]:(Ⅰ)由f(x)=e x -ax-2⇒f '(x)=e x-a;①当a ≤0时,f '(x)>0⇒f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;②当a>0时,f(x)在(-∞,lna)上单调递减,f(x)在(lna,+∞)上单调递增;(Ⅱ)当a=1时,f '(x)=e x-1,所以,当x>0时,(x-k)f '(x)+x+1>0⇔当x>0时,k<11-+xe x +x;令g(x)=11-+x e x +x(x>0),则g '(x)=2)1(-x x e e (e x -x-2);由(Ⅰ)知,f(x)=e x-x-2在(0,+∞)上单调递增,且f(1)=e-3<0,f(2)=e 2-4>0⇒f(x),即g '(x)在(1,2)内存在唯一的零点α,且α是g(x)的极小值点,也是g(x)的最小值点;由g '(α)=0⇒e α-α-2=0⇒e α=α+2⇒g(α)=11-+ααe +α=1+α∈(2,3)⇒k 的最大值=2.[点评]:对于函数f(x)满足:f '(x)=M(x)g(x),其中M(x)或恒正,或恒负,g(x)不含参数,研究函数f(x)的性质;①确定g(x)的零点α范围;②判断α是f(x)的极大值点,还是极小值点?③由g(α)=0及α的范围,求f(α)的取值范围. 2.函数g(x)含参数子题类型Ⅱ:(2014年山东高考试题)设函数f(x)=2xe x -k(x2+lnx)(k 为常数,e=2071828…是自然对数的底数). (Ⅰ)当k ≤0时,求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)若函数f(x)在(0,2)内存在两个极值点,求k 的取值范围.[分析]:由f(x)=2xe x-k(x2+lnx)(x>0)⇒f '(x)=422xxe e x xx --k(-22x+x 1)=32xx -(e x-kx),所以,函数f(x)的性质取决于分离出的函数g(x)=e x-kx 的零点.[解析]:由f(x)=2xe x-k(x2+lnx)(x>0)⇒f '(x)=422x xe e x xx --k(-22x +x 1)=32xx -(e x-kx); (Ⅰ)当k ≤0时,e x-kx>0(x>0),所以,函数f(x)在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增; (Ⅱ)当x ∈(0,2)时,32xx -<0;令g(x)=e x-kx,则函数f(x)在(0,2)内存在两个极值点⇔f '(x),即g(x)在(0,2)内存在两个零点,且g(x)的图案在其零点附近穿过x 轴;由(Ⅰ)知,当k ≤0时,不合题意;当k>0时,由g '(x)=e x-k ⇒g min (x)=g(lnk)=k-klnk,所以,0<lnk<2,g min (x)=k-klnk<0,且g(2)=e 2-2k>0⇒e<k<22e ⇒k 的取值范围是(e,22e ). [点评]:对于满足:f '(x)=M(x)g(x)的函数f(x),其中M(x)或恒正,或恒负,g(x)含参数,研究函数f(x)性质的关键是研究f '(x)分离出的含参数的函数g(x)的零点;逆向而行,由函数g(x)的零点及其零点类别(是f(x)的极大值点,极小值点,还是拐点),可命制函数f(x)的性质试题. 3.一个命题模式子题类型Ⅲ:(2014年辽宁高考理科试题)已知函数f(x)=(cosx-x)(π+2x)-38(sinx+1),g(x)=3(x-π)xosx-4(1+ sinx)ln(3-πx2).证明:(Ⅰ)存在唯一x 0∈(0,2π),使f(x 0)=0; (Ⅱ)存在唯一x 1∈(2π,π),使g(x 1)=0,且对(Ⅰ)中的x 0,有x 0+x 1<π. [分析]:第(Ⅰ)问是常规问题,对于第(Ⅱ)问当x ∈[2π,π]时,由g(x)=0⇔x x x sin 1cos )(3+-π-4ln(3-πx 2)=0,因此,需研讨函数h(x)=x x x sin 1cos )(3+-π-4ln(3-πx2),但其导数的零点不可求,为利用第(Ⅰ)问的需通过t=π-x 转化变量的范围得t ∈[0,2π],且h(t)=h(π-t)=t t t sin 1cos 3+-4ln(1+πt 2)⇒h '(t)=)sin 1)(2()(3t t t f ++π,即f(t)恰是由h '(t)分离出的函数. [解析]:(Ⅰ)当x ∈(0,2π)时,由f '(x)=-(1+sinx)(π+2x)-2x-32cosx<0⇒f(x)在(0,2π)内递减,又f(0)=π-38>0, f(2π)=-π2-316<0⇒存在唯一x 0∈(0,2π),使f(x 0)=0; (Ⅱ)由g(x)=0⇔x x x sin 1cos )(3+-π-4ln(3-πx 2)=0,x ∈[2π,π],令h(x)=x x x sin 1cos )(3+-π-4ln(3-πx2),x ∈[2π,π],t=π-x ∈[0,2π],h(t)=h(π-t)=)sin(1)cos(])[(3t t t -+---ππππ-4ln[3-ππ)(2t -]=t t t sin 1cos 3+-4ln(1+πt 2),则h '(t)=)sin 1)(2()(3t t t f ++π⇒当x ∈(0,x 0)时,h '(t)>0⇒h(t)在(0,x 0)内递增,又h(0)=0⇒h(t)>0;当x ∈(x 0,2π)时,h '(t)<0⇒h(t)在(x 0,2π)内递减,又h(2π)=-4ln2<0⇒存在唯一t 0∈(x 0,2π),使h(t 0)=0⇒存在唯一x 1∈(2π,π),使g(x 1)=0;由t 0=π-x 1∈(x 0,2π)⇒x 0+x 1<π. [点评]:本题给出了命制导数的零点不可求型试题一个模式:对于满足:f '(x)=M(x)g(x)的函数f(x),其中M(x)或恒正,或恒负,或其零点可求,而g(x)的不可求;可命制如下递进型试题:第(Ⅰ)问讨论g(x)的零点;第(Ⅱ)问证明或研究函数f(x)的性质. 4.子题系列:1.(2013年课标Ⅱ高考试题)已知函数f(x)=e x -ln(x+m). (Ⅰ)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.(2014年四川高考理科试题)已知函数f(x)=e x-ax 2-bx-1,其中a,b ∈R,e=2071828…为自然对数的底数. (Ⅰ)设g(x)是函数f(x)的导函数,求函数g(x)在区间[0,1]上的最小值; (Ⅱ)若f(1)=0,函数f(x)在区间(0,1)内有零点,求a 的取值范围.3.(2014年辽宁高考文科试题)已知函数f(x)=π(x-cosx)-2sinx-2,g(x)=(x-π)xx sin 1sin 1+-+πx 2-1.证明: (Ⅰ)存在唯一x 0∈(0,2π),使f(x 0)=0; (Ⅱ)存在唯一x 1∈(2π,π),使g(x 1)=0,且对(Ⅰ)中的x 0,有x 0+x 1>π. 4.(2015年山东高考试题)设函数f(x)=(x+a)lnx,g(x)=xe x 2,已知曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线2x-y=0平行.(Ⅰ)求a 的值;(Ⅱ)是否存在自然数k,使的方程f(x)=g(x)在(k,k+1)内存在唯一的根？如果存在,求出k;如果不存在,请说明理由; (Ⅲ)设函数m(x)=min{f(x),f(x)}(min{p,q}表示p,q 中的较小值),求m(x)的最大值. 5.(2015年四川高考文科试题)已知函数f(x)=-2xlnx+x 2-2ax+a 2,其中a>0. (Ⅰ)设g(x)是f(x)的导函数,讨论函数g(x)的单调性;(Ⅱ)证明:存在a ∈(0,1),使得f(x)≥0在区间(1,+∞)内恒成立,且f(x)=0在区间(1,+∞)内有唯一解. 6.(2015年四川高考理科试题)已知函数f(x)=-2(x+a)lnx+x 2-2ax-2a 2+a,其中a>0. (Ⅰ)设g(x)是f(x)的导函数,讨论函数g(x)的单调性;(Ⅱ)证明:存在a ∈(0,1),使得f(x)≥0在区间(1,+∞)内恒成立,且f(x)=0在区间(1,+∞)内有唯一解. 4.子题详解: 1.解:(Ⅰ)由f '(x)=e x-m x +1,x=0是f(x)的极值点⇒f '(0)=0⇒m=1⇒f '(x)=e x -11+x ⇒f ''(x)=e x+2)1(1+x >0⇒f '(x)在(-1,+∞)内单调递增⇒当x ∈(-1,0)时,f '(x)<f '(0)=0⇒f(x)在(-1,0)内单调递减;当x ∈(0,+∞)时,f '(x)>f '(0)=0⇒f(x)在(0,+∞)内单调递增;(Ⅱ)当m≤2时,f(x)=e x-ln(x+m)≥e x-ln(x+2),故只需证明当m=2时,f(x)=e x-ln(x+2)>0;由f '(x)=e x-21+x 在(-2,+∞)内单调递增,且f(-1)<0,f(0)>0⇒f(x)的最小值点x 0∈(-1,0),且e 0x -210+x =0⇒ln(x 0+2)=-x 0⇒f min (x)=f(x 0)=e 0x - ln(x 0+2)=210+x +x 0>0. 2.解:(Ⅰ)由f(x)=e x-ax 2-bx-1⇒g(x)=f '(x)=e x-2ax-b ⇒g '(x)=e x-2a,由x ∈[0,1]⇒e x∈[1,e];①当a ≤21时,g '(x)≥0⇒g(x)在[0,1]内递增⇒g min (x)=g(0)=1-b;②当21<a<2e时,g(x)在[0,ln(2a)]内递减,在[ln(2a),1]内递增⇒ g min (x)=g(ln(2a))=2a-2aln(2a)-b;③当a ≥2e时,g '(x)≤0⇒g(x)在[0,1]内递减⇒g min (x)=g(1)=e-2a-b; (Ⅱ)由f(1)=0⇒e-a-b-1=0⇒b=e-a-1,又f(0)=0,所以,f(x)在区间(0,1)内有零点⇔f(x)在区间(0,1)内至少有三个单调区间;由(Ⅰ)知,当a ≤21或a ≥2e时,f ''(x)在区间[0,1]上单调⇒f(x)在区间(0,1)内至少有二个单调区间,不合题意; 当21<a<2e时,g(0)=1-b=2+a-e>0,g(1)=e-2a-b=1-a>0⇒a ∈(e-2,1),g min (x)=2a-2aln(2a)-b=3a-2aln(2a)-e-1;令h(x)= 3x-2xln(2x)-e-1,x ∈(e-2,1),则h '(x)=1-2ln(2x)⇒h max (x)=h(2e )=2e -2e-1<0⇒g min (x)<0⇒f(x)在区间(0,1)内恰有三个单调区间.综上,a 的取值范围为(e-2,1). 3.解:(Ⅰ)由f '(x)=π(1+sinx)-2cosx>0⇒f(x)在(0,2π)内增,又f(0)<0,f(2π)>0⇒存在唯一x 0∈(0,2π),使f(x 0)=0; (Ⅱ)当x ∈[2π,π]时,由g(x)=(x-π)xxsin 1sin 1+-+πx 2-1=(π-x)x x sin 1cos ++πx 2-1;令t=π-x,h(t)=g(π-t)=-t t t sin 1cos +-πt 2+ 1,t ∈[0,2π],则h '(t)=)sin 1()(t t f +π⇒当x ∈(0,x 0)时,h '(t)<0⇒h(t)在(0,x 0)内递减,又h(0)=1,⇒h(t)>0;当x ∈(x 0,2π)时,h '(t)>0⇒h(t)在(x 0,2π)内递增,又h(2π)=0⇒h(x 0)<0⇒存在唯一t 0∈(0,x 0),使h(t 0)=0⇒存在唯一x 1∈(2π,π),使g(x 1)=0;由t 0=π-x 1∈(0,x 0)⇒x 0+x 1>π. 4.解:(Ⅰ)由f '(1)=2;由f(x)=(x+a)lnx ⇒f '(x)=lnx+xax +⇒f '(1)=1+a=2⇒a=1; (Ⅱ)由f '(x)=lnx+x x 1+⇒f ''(x)=x 1-21x =21x(x-1)⇒f '(x)的极小值=f '(1)=2⇒f '(x)>0⇒f(x)在(0,+∞)内递增;由g(x)=xex 2⇒g '(x)=-xe x x )2(-⇒g(x)在(0,2)内递增,在(2,+∞)内递减;又因当x ∈(0,1]时,f(x)≤0,g(x)>0;f(2)=3ln2>1,g(2)=24e <1;当x ∈(1,+∞)时,f(x)>f(2)>1,g(x)<g(2)<1.综上,当x ∈(1,2)时,方程f(x)=g(x)存在唯一的根⇒k=1;(Ⅲ)由(Ⅱ)知,方程f(x)=g(x)在(1,2)内存在唯一的根α,且当x ∈(0,α)时,f(x)<g(x)⇒m(x)=f(x)<f(α)=g(α)< g(2);当x ∈(α,+∞)时,f(x)>g(x)⇒m(x)=g(x)⇒m(x)的最大值=g(2)=24e .5.解:(Ⅰ)由g(x)=f '(x)=2(x-1-lnx-a)(x>0)⇒g '(x)=xx )1(2-⇒g(x)在(0,1)内递减,在(1,+∞)内递增; (Ⅱ)由(Ⅰ)知f '(x)=g(x)在(1,+∞)内递增,且f '(1)=-2a<0,f '(a+4)=2[3-ln(a+4)]>0⇒f '(x)在(1,+∞)内存在唯一零点α,且x=α是f(x)的极小值点,也是f(x)的最小值点,所以,f(x)≥0在区间(1,+∞)内恒成立,且f(x)=0在区间(1,+∞)内有唯一解⇔f(α)=0;由f '(α)=0⇒a=α-ln α-1⇒f(α)=-2αln α+α2-2a α+a 2=-2αln α+(α-a)2=-2αln α+(ln α+1)2;令h(x)=-2xlnx+(lnx+1)2,则h(1)=1,h(e)=4-2e<0⇒h(x)存在零点t ∈(1,e);令T(t)=t-lnt-1,t ∈(1,e),则T '(t)=1-t1>0,T(1)=0,T(e)=e-2<1⇒T(t)∈(0,1)⇒a=α-ln α-1∈(0,1). 6.解:(Ⅰ)由g(x)=f '(x)=-2lnx-2-x a 2+2x-2a(x>0,a>0)⇒g '(x)=22x(x 2-x+a);①当a ≥41时,g '(x)≥0⇒g(x)在(0,+∞)内递增;②当0<a<41时,由g '(x)=0⇒x 1=2411a --,x 2=2411a -+⇒g(x)在(0,x 1)和(x 2,+∞)内递增,在(x 1,x 2)内递减; (Ⅱ)当a ∈(0,1)时,x 2=2411a-+<1,由(Ⅰ)知f '(x)=g(x)在(1,+∞)内递增,且f '(1)=-4a<0,f '(a+4)=2[3-ln(a+4)- 4+a a ]>2(3-2-51)>0⇒f '(x)在(1,+∞)内存在唯一零点α,且x=α是f(x)的极小值点,也是f(x)的最小值点,所以,f(x)≥0在区间(1,+∞)内恒成立,且f(x)=0在区间(1,+∞)内有唯一解⇔f(α)=0;由f ''(α)=0⇒ln α=α-αa-a-1⇒f(α)= =-2(α+a)ln α+α2-2a α-2a 2+a=-2(α+a)(α-αa -a-1)+α2-2a α-2a 2+a=-α2+2α+α22a +4a-2a α;由f(α)=0⇒-α2+2α+α22a +5a-2a α=0⇒2a 2+(5α-2α2)a-α3+2α2=0⇒(2a-α)(a+α2-2α)=0⇒a=2α,或a=2α-α2,令a=2α-α2,代入f ''(α)=0得ln α=α2-3⇒α∈(1,2)⇒a=2α-α2∈(0,1).。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
导数中的零点问题解决方法解决零点问题，需要采用数形结合思想，根据函数的图像或者趋势图像找出符合题意的条件即可，因此用导数判断出单调性作出函数图像或趋势图像至关重要。
一、能直接分离参数的零点题目此类问题较为简单，分离之后函数无参数，则可作出函数的准确图像，然后上下移动参数的值，看直线与函数交点个数即可。
例1.已知函数(),()ln a f x x g x x x =+=，若关于x 的方程2()()2g x f x e x =-只有一个实数根，求a 的值。
解析：22()ln ()22g x x f x e a x ex x x =-⇒=-+，令2ln ()2x h x x ex x=-+，'21ln ()22x h x x e x-=-+，令'()0h x =，则x e = 当0x e <<时，'()0h x >，()h x 单调递增；当x e >时，'()0h x <，()h x 单调递 减，2max 1()()h x h e e e ==+ —注意这里()h x 的单调性不是硬解出来的，因为你会发现'()h x 的式子很复杂，但是如果把()h x 当成两个函数的和，即2ln (),()2x m x n x x ex x==-+，此时(),()m x n x 的单调性和极值点均相同，因此可以整体判断出()h x 的单调性和极值点。
所以21a e e=+（注意：有一个根转化为图像只有一个交点即可） 二、不能直接分离参数的零点问题（包括零点个数问题）这里需要注意几个转化，以三次函数为例，若三次函数有三个不同的零点，则函数必定有两个极值点，且极大值和极小值之积为负数，例如()f x 在区间(0,1)上有零点，此时并不能确定零点的个数，只能说明至少有一个零点，若函数在区间上单调，只需要用零点存在性定理即可，但是若函数在区间上不单调，则意味着()f x 在区间(0,1)上存在极值点。
在解决此类问题时常用的知识是零点存在定理和极限的相关知识，但必不可少的是求出函数的趋势图像，然后根据趋势图像找符合零点问题的条件即可，这里需要说明一下，参数影响零点的个数问题主要有两个方向，一是参数影响单调性和单调区间的个数，二是参数影响函数的极值或最值，而通过这两个方向就可以影响函数的趋势图像，进而影响零点的个数，因此分类讨论思想在此类问题中必不可少。
例2.已知函数32()31f x ax x =-+，若()f x 存在唯一的零点0x ，且00x >，则a 的取值范围是解析：当0a =时，2()31f x x =-+有两个零点，不符合题意当0a >时，'2()363(2)f x ax x x ax =-=-，若'()0f x >，则20x x a ><或 ：若'()0f x <，则20x a<<，此时函数在(,0)-∞上单增，(1)20f a -=--< 此时在(,0)-∞上存在零点，不符合题意。
当0a <时，若'()0f x >，则20x a <<，若'()0f x <，则2x a<或0x > 此时要保证函数存在唯一的正零点，则2()0f a >，解得(,2)a ∈-∞-注意：如果不是的大题没必要分类讨论，做出符合题意的图像反推即可例3.已知函数2()ln 2f x x x b x =++--在区间1[,]e e上有两个不同零点，求实数b 的取值范围。
解析：2'222(2)(1)()x x x x f x x x +-+-==，可知函数()f x 在(0,1)上递减，在(1,)+∞上递增，要保证函数()f x 在1[,]e e 上有两个不同的零点，根据函数的趋势图像可】 得必须满足1()02(1)011()0f e f b e e f e ⎧≥⎪⎪<⇒<≤+-⎨⎪≥⎪⎩例4.已知函数32()f x x ax b =++（1）讨论()f x 的单调性；（2）若b c a =-，当函数()f x 有三个不同的零点时，a 的取值范围恰好是33(,3)(1,)(,)22-∞-⋃⋃+∞，求c 的值。
解析：（1）当0a =时，()f x 在R 上单调递增当0a >时，()f x 在2(,),(0,)3a -∞-+∞上单调递增，在2(,0)3a -上单调递减； 当0a <时，()f x 在2(,0),(,)3a -∞-+∞上单调递增，在2(0,)3a -上单调递减； （2）只有当0a ≠时才有可能满足()f x 有三个零点,因为()f x 有两个极值点324(0),()327a f b f a b =-=+，要满足有三个零点必须满足2(0)()03a f f ⋅-<，结合bc a =-可得330044002727a a a a c a a c ><⎧⎧⎪⎪⎨⎨-+>-+<⎪⎪⎩⎩或，因为()f x 恰有三个零点时，a 的取值范围是33(,3)(1,)(,)22-∞-⋃⋃+∞ 所以题目可以转化为34027a a c -+>在33(1,)(,)22a ∈⋃+∞上恒成立，且34027a a c -+<在(,3)a ∈-∞-上恒成立 设34()27h a a a c =-+，对其求导可得()h a 在33(,),(,)22-∞-+∞递增，在33(,)22-递减，因此()h a 图像必须满足以下趋势： 所以(3)0101311()02f c c c f -≤⎧-≤⎧⎪⇒⇒=⎨⎨-≥≥⎩⎪⎩ 验证：当1c =时，322()1(1)[(1)1]f x x ax a x x a x a =++-=++-+-函数有三个不等的实数根，所以2()(1)10h x x a x a =+-+-=有两个不相等且不等于-1的实数根，所以必须满足033(,3)(1,)(,)(1)022a h ∆>⎧⇒∈-∞-⋃⋃+∞⎨-≠⎩。
综上，1c =第一问很简单，但是是解决第二问必要的前提，第二问题目中函数有三个不同的零点，但是题目中有两个参数，类似于双参数问题解决方法，最后将两个参数中已知的那个作为自变量，然后转化为恒成立问题即可，三个零点意味着两个极值的积为负值，然后再根据不同的a 的取值转化为函数恒成立问题，通过函数的趋势图像即可解出符合题意的条件。
但是很多同学缺省最后检验的步骤，同时也不理解为什么需要验证，如果不验证，则即便满足有三个零点，此时的a 的取值范围也可以不是题目中给出的范围，注意这个恰字就说明了必须要进行最后的验证。
例6.已知函数2()1x f x e ax bx =---（1）设()g x 是函数()f x 的导函数，求函数()g x 在区间[0,1]上的最小值；（2）若(1)0f =，函数()f x 在区间(0,1)内有零点，求a 的取值范围。
解析：（1）'()2,()2x x g x e ax b g x e a =--=-当0a ≤时，'()0g x >，()g x 在[0,1]递增，min ()(0)1g x g b ==-当0a >时，令'()0g x =，ln 2x a =，此时0,1,ln 2a 位置不确定因此需要&讨论Case1:当ln21a ≥时，2e a ≥，此时()g x 在[0,1]递减， min ()(1)2g x g e a b ==--Case1:当ln 20a ≤时，12a ≤，此时()g x 在[0,1]上递增， min ()(0)1g x gb ==-Case3:当0ln 21a <<时，即122e a <<，此时 min ()(ln 2)22ln 2g x g a a a a b ==--综上所述min 11()21()22ln 2()222()2b a e g x a a a b a e e a b a ⎧-≤⎪⎪⎪=--<<⎨⎪⎪--≥⎪⎩（（2）本题目隐藏一个条件即(0)0f =，又知(1)0f =，所以如果()f x 在区间(0,1)内有零点，则()f x 在(0,1)内至少有两个极值点或者至少有三个单调区间或者说()g x 在(0,1)内不可以恒正也不可以恒负。
（要好好理解这句话）题目中有两个参数，根据(1)0f =可得1b e a =--，若当12a ≤或2e a ≥时，函数()g x 为单调函数，不符合题意，故a 只能在1(,)22e 内取值，此时min ()32ln 21g x a a a e =--+，且要满足32ln 210a a a e --+<才可令'()32ln 21,()12ln 2h x x x x e h x x =--+=-，根据单调性可知min ()10h x e =+<，此时min g()0x <成立，因此要保证()f x 在(0,1)上至少有三个单调区间，则需要满足条件122(0)021(1)0e a g e a g ⎧<<⎪⎪>⇒-<<⎨⎪>⎪⎩题目第二问的关键是理解原函数单调区间的个数和导函数零点个数之间的关系，建议同学们在做第二问的时候把相应的图作出来就明白了。
总结：处理零点问题不管是处在函数的题目里面还是导数的题目里面，方法都是一样的，都是需要用到数形结合思想，通过判断单调性，既可以大致的将函数的趋势图像都作出来，然后根据题目的要求作出合适的函数图像以及列出不等式即可。