第4课时导数与函数的零点考点一判断零点的个数【例1】(2019·合肥质检)已知二次函数f(x)的最小值为-4,且关于x的不等式f(x)≤0的解集为{x|-1≤x≤3,x∈R}
(1)求函数f(x)的解析式;(2)求函数g(x)=-4lnx的零点个数
解(1) f(x)是二次函数,且关于x的不等式f(x)≤0的解集为{x|-1≤x≤3,x∈R},∴设f(x)=a(x+1)(x-3)=ax2-2ax-3a,且a>0
∴f(x)min=f(1)=-4a=-4,a=1
故函数f(x)的解析式为f(x)=x2-2x-3
(2)由(1)知g(x)=-4lnx=x--4lnx-2,∴g(x)的定义域为(0,+∞),g′(x)=1+-=,令g′(x)=0,得x1=1,x2=3
当x变化时,g′(x),g(x)的取值变化情况如下表:x(0,1)1(1,3)3(3,+∞)g′(x)+0-0+g(x)极大值极小值当025-1-22=9>0
又因为g(x)在(3,+∞)上单调递增,因而g(x)在(3,+∞)上只有1个零点,故g(x)仅有1个零点
规律方法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)利用零点存在性定理: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
【训练1】已知函数f(x)=ex-1,g(x)=+x,其中e是自然对数的底数,e=2
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(1)证明:函数h(x)=f(x)-g(x)在区间(1,2)上有零点;(2)求方程f(x)=g(x)的根的个数,并说明理由