课后限时集训19利用导数解决函数的零点问题建议用时:45分钟1.(2019·全国卷Ⅱ)已知函数f(x)=(x-1)lnx-x-1
证明:(1)f(x)存在唯一的极值点;(2)f(x)=0有且仅有两个实根,且两个实根互为倒数.[解](1)证明:f(x)的定义域为(0,+∞).f′(x)=+lnx-1=lnx-
因为y=lnx在(0,+∞)上单调递增,y=在(0,+∞)上单调递减,所以f′(x)在(0,+∞)上单调递增.又f′(1)=-1<0,f′(2)=ln2-=>0,故存在唯一x0∈(1,2),使得f′(x0)=0
又当x0,f(x)单调递增,因此,f(x)存在唯一的极值点.(2)证明:由(1)知f(x0)0,所以,f(x)=0在(x0,+∞)内存在唯一根x=α
由α>x0>1得<1<x0
又f=ln--1==0,故是f(x)=0在(0,x0)的唯一根.综上,f(x)=0有且仅有两个实根,且两个实根互为倒数.2.已知函数f(x)=x3+x2+ax+b
(1)当a=-1时,求函数f(x)的单调递增区间;(2)若函数f(x)的图像与直线y=ax恰有两个不同的交点,求实数b的值.[解](1)当a=-1时,f(x)=x3+x2-x+b,则f′(x)=3x2+2x-1,由f′(x)>0,得x<-1或x>,所以函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-1)和
(2)函数f(x)的图像与直线y=ax恰有两个不同的交点,等价于f(x)-ax=0有两个不等的实根.令g(x)=f(x)-ax=x3+x2+b,则g′(x)=3x2+2x
由g′(x)>0,得x<-或x>0;由g′(x)<0,得-<x<0
所以函数g(x)在和(0,+∞)上单调递增,在上单调递减.所以当x=-时,函数g(x)取得极大值g=+b;当x=0时,函数g(x)取得极小值为g(0)=b
要满足题意,则需g=+b=0或g(0)=b