2024年高考數(shù)學(xué)第二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題08 一元函數(shù)的導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用（利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)零點(diǎn)（方程的根）問(wèn)題全題型壓軸題）（教師版）

專(zhuān)題08一元函數(shù)的導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用（利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)零點(diǎn)（方程的根）問(wèn)題）（全題型壓軸題）目錄TOC\o"1-1"\h\u①判斷零點(diǎn)（根）的個(gè)數(shù) 1②已知零點(diǎn)（根）的個(gè)數(shù)求參數(shù) 9③已知零點(diǎn)（根）的個(gè)數(shù)求代數(shù)式的值 17更多資料添加微信號(hào)：DEM8008淘寶搜索店鋪：優(yōu)尖升教育網(wǎng)址：①判斷零點(diǎn)（根）的個(gè)數(shù)1．（2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí)）已知關(guān)于的方程在上解的個(gè)數(shù)為（

）A．1個(gè) B．8個(gè) C．3個(gè) D．4個(gè)【答案】A【詳解】關(guān)于的方程在上解的個(gè)數(shù)，即為關(guān)于的方程在上解的個(gè)數(shù)，令，，則，則當(dāng)時(shí)，單調(diào)遞增；當(dāng)時(shí)，單調(diào)遞減.又，，在同一坐標(biāo)系內(nèi)作出與在上的圖像，兩圖像有1個(gè)交點(diǎn)則關(guān)于的方程在上解的個(gè)數(shù)為1.故選：A.8．（2023·云南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）已知.(1)當(dāng)時(shí)，求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間；(8)當(dāng)時(shí)，證明：函數(shù)有且僅有一個(gè)零點(diǎn).【答案】(1)函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,，單調(diào)遞減區(qū)間為,(8)證明見(jiàn)解析【詳解】（1）當(dāng)時(shí)，，，由得或，解得或由得或，解得或，故函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,，單調(diào)遞減區(qū)間為,.（8）當(dāng)時(shí)，，定義域?yàn)?，，設(shè)，，所以在區(qū)間上是增函數(shù)，，存在唯一，使，即，當(dāng)時(shí)，，即；當(dāng)時(shí)，，即；當(dāng)時(shí)，，即，在區(qū)間上是增函數(shù)，在區(qū)間上是減函數(shù)，在區(qū)間上是增函數(shù)，當(dāng)時(shí)，取極大值為，設(shè)，，所以在區(qū)間上是減函數(shù).在內(nèi)無(wú)零點(diǎn)，，在內(nèi)有且只有一個(gè)零點(diǎn)，綜上所述，有且只有一個(gè)零點(diǎn).3．（2023春·江西贛州·高二統(tǒng)考期末）已知函數(shù).(1)求函數(shù)的最值；(8)討論函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).【答案】(1)最大值，無(wú)最小值(8)當(dāng)時(shí)，函數(shù)沒(méi)有零點(diǎn)，當(dāng)或時(shí)，函數(shù)只有1個(gè)零點(diǎn)，當(dāng)時(shí)，函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn).【詳解】（1）由函數(shù)，，得，令，則恒成立，所以在上單調(diào)遞減，且，所以時(shí)，，時(shí)，，所以在上單調(diào)遞增，在上單調(diào)遞減，即當(dāng)時(shí)，取得最大值，無(wú)最小值；（8）函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)就是方程的解的個(gè)數(shù)，整理得，令，，由（1）可知，在上單調(diào)遞增，在上單調(diào)遞減，當(dāng)時(shí)，取得最大值，當(dāng)趨近于0時(shí)，趨近于，當(dāng)趨近于時(shí)，恒大于0且趨近于0，作出函數(shù)圖象如圖：

由圖知，當(dāng)時(shí)，函數(shù)沒(méi)有零點(diǎn)，當(dāng)或時(shí)，函數(shù)只有1個(gè)零點(diǎn)，當(dāng)時(shí)，函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn).4．（2023春·重慶·高二校聯(lián)考期末）已知函數(shù)．(1)當(dāng)時(shí)，求函數(shù)的極值；(8)討論函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)．【答案】(1)極小值，無(wú)極大值.(8)當(dāng)時(shí)，函數(shù)沒(méi)有零點(diǎn)；當(dāng)或時(shí)，函數(shù)有1個(gè)零點(diǎn)；當(dāng)時(shí)，函數(shù)有8個(gè)零點(diǎn).【詳解】（1）當(dāng)時(shí)，，，令，則；令，則；故函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是，單調(diào)遞減區(qū)間為；當(dāng)時(shí)，函數(shù)取極小值，無(wú)極大值.（8）令，因?yàn)?，所以，記，有，令，則；令，則，故在上單調(diào)遞增，在上單調(diào)遞減，從而，因此當(dāng)時(shí)，直線(xiàn)與的圖像沒(méi)有交點(diǎn)；當(dāng)或時(shí)，直線(xiàn)與的圖像有1個(gè)交點(diǎn)；當(dāng)時(shí)，直線(xiàn)與的圖像有8個(gè)交點(diǎn).綜上：當(dāng)時(shí)，函數(shù)沒(méi)有零點(diǎn)；當(dāng)或時(shí)，函數(shù)有1個(gè)零點(diǎn)；當(dāng)時(shí)，函數(shù)有8個(gè)零點(diǎn).5．（2023春·福建寧德·高二統(tǒng)考期末）已知函數(shù)，．(1)當(dāng)時(shí)，求曲線(xiàn)在點(diǎn)處的切線(xiàn)與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形面積；(8)討論函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)．【答案】(1)(8)答案見(jiàn)解析【詳解】（1）∵，∴，∴．∵，∴切點(diǎn)坐標(biāo)為，∴函數(shù)在點(diǎn)處的切線(xiàn)方程為，即，∴切線(xiàn)與坐標(biāo)軸交點(diǎn)坐標(biāo)分別為，，∴所求三角形面積為．（8）解法一：設(shè)函數(shù)，當(dāng)時(shí)，，在上單調(diào)遞增，而，，所以存在唯一，使得；即只有一個(gè)零點(diǎn)．當(dāng)時(shí)，令，解得，（舍），當(dāng)時(shí)，，函數(shù)在上單調(diào)遞減，當(dāng)時(shí)，，函數(shù)在上單調(diào)遞增，，設(shè)，在單調(diào)遞減，且，當(dāng)，解得，所以沒(méi)有零點(diǎn)，即沒(méi)有零點(diǎn)；當(dāng)，解得，所以只有一個(gè)零點(diǎn)，即只有一個(gè)零點(diǎn)；當(dāng)，解得，，所以在只有一個(gè)零點(diǎn)，因?yàn)?，，?dāng)時(shí)，，在單調(diào)遞增，所以，所以，所以在只有一個(gè)零點(diǎn)，所以有兩個(gè)零點(diǎn)．綜上：當(dāng)或時(shí)，只有一個(gè)零點(diǎn)；當(dāng)，有兩個(gè)零點(diǎn)；當(dāng)，沒(méi)有零點(diǎn)．解法二：由，得，設(shè)，，設(shè)，在單調(diào)遞減，，當(dāng)，解得；當(dāng)，解得，在單調(diào)遞增，在單調(diào)遞減，所以，又因?yàn)楫?dāng)趨向于時(shí)，趨向于，趨向于，趨向于，根據(jù)圖象知：

當(dāng)或時(shí)，只有一個(gè)零點(diǎn)；當(dāng)，沒(méi)有零點(diǎn)；當(dāng)，有兩個(gè)零點(diǎn)．解法三：令，，則．設(shè)函數(shù)與相切于點(diǎn)，則解得，．由，可解得，所以在上單調(diào)遞增，由可解得，所以在上單調(diào)遞減．如圖所示，當(dāng)或時(shí)，與只有一個(gè)交點(diǎn)，所以有一個(gè)零點(diǎn)；當(dāng)時(shí)，與只有兩個(gè)交點(diǎn)，所以有兩個(gè)零點(diǎn)；當(dāng)時(shí)，與沒(méi)有交點(diǎn)，所以無(wú)零點(diǎn)．

6．（2023春·四川眉山·高二統(tǒng)考期末）已知函數(shù)，其中為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)．(1)當(dāng)時(shí)，證明：;(8)當(dāng)時(shí)，求函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)．【答案】(1)證明見(jiàn)解析；(8)8.【詳解】（1）當(dāng)時(shí)，，，求導(dǎo)得，顯然，當(dāng)時(shí)，，則，當(dāng)時(shí)，，則，因此函數(shù)在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增，則當(dāng)時(shí)，，所以.（8）當(dāng)時(shí)，，，求導(dǎo)得，當(dāng)時(shí)，，則，當(dāng)時(shí)，，則，當(dāng)時(shí)，函數(shù)都遞增，即函數(shù)在上單調(diào)遞增，而，因此存在，使得，當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，，從而當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，，即有函數(shù)在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增，，而，于是函數(shù)在，各存在一個(gè)零點(diǎn)，所以函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)是8.7．（2023·湖南·校聯(lián)考二模）已知函數(shù)．(1)求的最小值；(8)證明：方程有三個(gè)不等實(shí)根．【答案】(1)0(8)證明見(jiàn)解析【詳解】（1）設(shè)，，則，∴當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞減；當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞增，故的最小值為，因?yàn)樵诙x域內(nèi)單調(diào)遞增，所以的最小值為；（8）由可得，整理可得，設(shè)，令，，則，由得．因此，當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞減；當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞增．由于，故，又由，由零點(diǎn)存在定理，存在，使得，∴有兩個(gè)零點(diǎn)1和，方程有兩個(gè)根和，

則如圖，時(shí)，因?yàn)?，故方程有一個(gè)根，下面考慮解的個(gè)數(shù)，其中，設(shè)，結(jié)合的單調(diào)性可得：在上為減函數(shù)，在上為增函數(shù)，而，，，故在上有且只有一個(gè)零點(diǎn)，，設(shè)，故，故即，而，故在上有且只有一個(gè)零點(diǎn)，故有兩個(gè)不同的根且，綜上所述，方程共有三個(gè)不等實(shí)根②已知零點(diǎn)（根）的個(gè)數(shù)求參數(shù)1．（2023春·江西吉安·高三江西省泰和中學(xué)校考階段練習(xí)）已知函數(shù)，函數(shù)，若函數(shù)恰有三個(gè)零點(diǎn)，則的取值范圍是．【答案】【詳解】解：當(dāng)時(shí)，，所以，當(dāng)時(shí)，，函數(shù)在上單調(diào)遞減，當(dāng)時(shí)，，函數(shù)在上單調(diào)遞增，且，，，當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，與一次函數(shù)相比，函數(shù)增長(zhǎng)更快，從而，當(dāng)時(shí)，，所以，當(dāng)時(shí)，，函數(shù)在上單調(diào)遞增，當(dāng)時(shí)，，函數(shù)在上單調(diào)遞減，且，，當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，與對(duì)數(shù)函數(shù)相比，一次函數(shù)增長(zhǎng)更快，從而當(dāng)，且時(shí)，，根據(jù)以上信息，可作出函數(shù)的大致圖象：

令，得或，由圖象可得沒(méi)有解，所以方程的解的個(gè)數(shù)與方程解的個(gè)數(shù)相等，而方程的解的個(gè)數(shù)與函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)相等，由圖可知：當(dāng)時(shí)，函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象有3個(gè)交點(diǎn)．故答案為：8．（2023春·安徽合肥·高二統(tǒng)考期末）若關(guān)于的方程有三個(gè)不等實(shí)數(shù)根，則實(shí)數(shù)的取值范圍是．【答案】【詳解】由已知可知關(guān)于的方程有三個(gè)不等實(shí)數(shù)根，即函數(shù)的圖象與直線(xiàn)有三個(gè)公共點(diǎn)，構(gòu)造函數(shù)，求導(dǎo)，令，解得當(dāng)時(shí)，，故在區(qū)間上單調(diào)遞增，當(dāng)時(shí)，，故在區(qū)間和上單調(diào)遞減，且，，當(dāng)或時(shí)，，且當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，，畫(huà)出的大致圖象如圖，要使的圖象與直線(xiàn)有三個(gè)交點(diǎn)，需，即，即的取值范圍是．故答案為：

3．（2023春·上海黃浦·高二格致中學(xué)?？计谀┰O(shè)，若關(guān)于x的方程有3個(gè)不同的實(shí)根，則的取值范圍是.【答案】【詳解】記，令，得或，由得或，此時(shí)為增函數(shù)，由得，此時(shí)為減函數(shù)，即當(dāng)時(shí)，函數(shù)取得極大值，當(dāng)時(shí)，取得極小值，即，因?yàn)殛P(guān)于的方程有三個(gè)不同的實(shí)根，所以函數(shù)有三個(gè)不同零點(diǎn)，因此，只需，即，解得，即關(guān)于的方程有三個(gè)不同的實(shí)根的范圍是．故答案為：.4．（2023春·吉林長(zhǎng)春·高二長(zhǎng)春市解放大路學(xué)校校考期末）已知函數(shù)，若方程有三個(gè)不同的實(shí)數(shù)根，則a的取值范圍是．【答案】【詳解】當(dāng)時(shí)，，此時(shí)，所以不是方程的根．當(dāng)時(shí)，方程可化為：，設(shè)，方程有三個(gè)不同的實(shí)數(shù)根，即直線(xiàn)與函數(shù)的圖象有3個(gè)交點(diǎn)．當(dāng)時(shí)，，此時(shí)單調(diào)遞增，且，當(dāng)時(shí)，，則，當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，，所以函數(shù)在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞減，且，作出的圖象如圖，由圖可知，當(dāng)，即時(shí)，直線(xiàn)與函數(shù)的圖象有3個(gè)交點(diǎn)，所以方程有三個(gè)不同的實(shí)數(shù)根時(shí)，實(shí)數(shù)的取值范圍為．故答案為：．5．（2023春·山西忻州·高二統(tǒng)考期中）已知函數(shù).(1)若曲線(xiàn)在點(diǎn)處的切線(xiàn)方程為，求m，n；(8)若在上恰有兩個(gè)不同的零點(diǎn)，求實(shí)數(shù)m的取值范圍.【答案】(1)(8)【詳解】（1）因?yàn)?，所以，因?yàn)?，所以，由，得．?）因?yàn)?，，所以，?）若，則，在上為增函數(shù)，所以在上只有一個(gè)零點(diǎn)，不合題意；（8）當(dāng)，設(shè)，，當(dāng)時(shí)，，即在上單調(diào)遞增，，①若，因?yàn)椋?，?dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，，所以在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增，，所以在上有且只有一個(gè)零點(diǎn)，不合題意；②若，則，易知，，，且在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增，所以，又，所以根據(jù)零點(diǎn)存在性定理，在上有且只有一個(gè)零點(diǎn)，又在上有且只有一個(gè)零點(diǎn)0，所以，當(dāng)時(shí)，在上有兩個(gè)零點(diǎn)；③當(dāng)時(shí)，，，，，且在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增，因?yàn)樵谏嫌星抑挥幸粋€(gè)零點(diǎn)0，所以，若在上有兩個(gè)零點(diǎn)，則在上有且只有一個(gè)零點(diǎn)，又，所以，即，所以，即當(dāng)時(shí)，在上恰有兩個(gè)零點(diǎn)，綜上所述，m的取值范圍為.6．（2023春·江西九江·高二統(tǒng)考期末）已知函數(shù).(1)求的極大值與極小值之差；(8)若函數(shù)在區(qū)間上恰有8個(gè)零點(diǎn)，求的取值范圍.【答案】(1)(8)【詳解】（1），令，解得或.當(dāng)或時(shí)，單調(diào)遞增；當(dāng)時(shí)，單調(diào)遞減.所以的極大值為，極小值為.所以的極大值與極小值之差為.（8）由（1）知：在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增，所以，又，因?yàn)楹瘮?shù)在上恰有8個(gè)不同的零點(diǎn)，所以，即，解得，即實(shí)數(shù)的取值范圍為.7．（2023·廣東梅州·統(tǒng)考三模）已知函數(shù)，，為函數(shù)的導(dǎo)函數(shù).(1)討論函數(shù)的單調(diào)性；(8)若方程在上有實(shí)根，求的取值范圍.【答案】(1)函數(shù)在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增(8)【詳解】（1），令，則當(dāng)時(shí)，，函數(shù)在上單調(diào)遞增；當(dāng)時(shí)，，得，，得.所以函數(shù)在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增.（8）由（1）知，，方程在上有實(shí)根等價(jià)于方程在上有實(shí)根.令，則當(dāng)時(shí)，，函數(shù)在上單調(diào)遞增，，不合題意；當(dāng)時(shí)，在上恒成立，所以函數(shù)在上單調(diào)遞減，，不合題意；當(dāng)時(shí)，，得，，得，所以函數(shù)在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增.因?yàn)?，所以，所以綜上所述，的取值范圍為8．（2023·江西宜春·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）設(shè)，，且a、b為函數(shù)的極值點(diǎn)(1)判斷函數(shù)在區(qū)間上的單調(diào)性，并證明你的結(jié)論；(8)若曲線(xiàn)在處的切線(xiàn)斜率為，且方程有兩個(gè)不等的實(shí)根，求實(shí)數(shù)m的取值范圍.【答案】(1)在區(qū)間，上單調(diào)遞增，證明見(jiàn)解析.(8)【詳解】（1）依題設(shè)方程，即方程的兩根分別為a、b∴∴因?yàn)?，且，則，∴，∴當(dāng)且時(shí)，，∴在區(qū)間，上單調(diào)遞增.（8）由，得，∴，∴，時(shí)或，當(dāng)x在上變化時(shí)，，的變化情況如下：00++0極小值極大值∴的大致圖象如圖,∴方程有兩個(gè)不等根時(shí)，轉(zhuǎn)化為直線(xiàn)與函數(shù)的圖象有兩交點(diǎn)，則.

③已知零點(diǎn)（根）的個(gè)數(shù)求代數(shù)式的值1．（2023·四川成都·三模）已知函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn)，其中，則的取值范圍是（

）A． B． C． D．【答案】B【詳解】定義域?yàn)椋@然，若是零點(diǎn)，則，，所以也是零點(diǎn)，函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn)，不妨設(shè)，則，所以，，當(dāng)時(shí)，結(jié)合定義域和判別式易知恒成立，即函數(shù)在上單調(diào)遞增，不符合題意；當(dāng)時(shí)，設(shè)的兩根分別為，易知，所以函數(shù)在上單調(diào)遞增，在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增，當(dāng)時(shí)，，，，當(dāng)，，所以由零點(diǎn)存在定理易知有三個(gè)零點(diǎn)，滿(mǎn)足題意.綜上，的取值范圍是故選：B8．（2023春·四川成都·高二四川省成都市新都一中校聯(lián)考期末）已知和是函數(shù)的兩個(gè)不相等的零點(diǎn)，則的范圍是．【答案】【詳解】和是函數(shù)兩個(gè)不相等的零點(diǎn)，不妨設(shè)，，兩式相減得，令，，，令，所以，令恒成立，在是單調(diào)遞增，恒成立，在是單調(diào)遞增，恒成立，，，故答案為：．3．（2023春·湖南懷化·高二統(tǒng)考期末）已知是方程的一個(gè)根，則.【答案】3【詳解】因?yàn)槭欠匠痰囊粋€(gè)根，則，所以，即，令，則，所以在單調(diào)遞增，又，即，所以，所以.故答案為：34．（2023春·遼寧大連·高三瓦房店市高級(jí)中學(xué)?？奸_(kāi)學(xué)考試）已知函數(shù)存在三個(gè)零點(diǎn)、、，且滿(mǎn)足，則的值為.【答案】【詳解】函數(shù)的定義域?yàn)椋煽傻?，令，可得，即，?gòu)造函數(shù)，其中，則.當(dāng)時(shí)，，此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增，當(dāng)時(shí)，，此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞減，當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，，且，作出函數(shù)的圖象如下圖所示：若使得方程由三個(gè)不等的實(shí)根、、，且滿(mǎn)足，則關(guān)于的方程有兩個(gè)不等的實(shí)根、，設(shè)，由韋達(dá)定理可得，則，由圖可知，，因此，.故答案為：.5．（2023春·浙江·高二期中）已知函數(shù)，.(1)若不是函數(shù)的極值點(diǎn)，求a的值；(8)當(dāng)，若有三個(gè)極值點(diǎn)，，，且，求的取值范圍.【答案】(1)(8)【詳解】（1），則一個(gè)根，即，驗(yàn)證當(dāng)時(shí)，，設(shè)，，得，當(dāng)時(shí)，，函數(shù)單調(diào)遞減，當(dāng)時(shí)，，函數(shù)單調(diào)遞增，【答案】(1)(8)，最小值為【詳解】（1）解：（1）因?yàn)椋?又因?yàn)?，所以曲線(xiàn)在點(diǎn)處的切線(xiàn)方程為，即.