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例谈零点存在定理在导数及其应用中的作用*

2019-07-08福建省龙岩第一中学364000

中学数学研究(江西) 2019年6期
关键词:解题数学学生

福建省龙岩第一中学 (364000)

刘文娟 林文柱

由于导数在函数的图像、性质及其应用过程中所具有的基础性、工具性作用,以及在这一过程中对学生所应具有的将知识迁移到不同情境中的能力、逻辑推理能力及运算能力等方面有着较高的要求,近年来,导数及其应用问题已经成为高考的热点问题.考查的这部分内容在解题策略以及推理论证能力,理性思维的层次和深度等方面都有一定的要求,这就给中学数学教学在提炼和总结解题方法,扩大学生的知识视野,拓宽学生解决问题途径和思维途径,激发学生求新、求异等方面提出了更高的要求.

本文以高考复习中导数及其应用问题作为背景材料,把导数与函数的零点紧密联系起来,解决相关数学问题上其优越性就能表现出来.现将材料整理,与各位同仁交流.

一、例题呈现,思路探析

例1 ∃x0∈(2,+∞),k(x0-2)>x0(lnx0+1),则正整数k的最小值为.

(参考数据:ln2≈0.6931,ln3≈1.0986,ln5≈1.6094)

又H(8)=8-2ln8-4=4-6ln2<0,H(9)=9-2ln9-4=5-4ln3>0,故∃x0∈(8,9),使得H(x0)=x0-2lnx0-4=0.从而g(x)在(2,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增.因此g(x)的最小值为g(x0).

变式1 已知函数f(x)=x+xlnx,若k∈Z,且k(x-1)1恒成立,则k的最大值为.

类比例题1,解答过程略.

(1)略;(2)若a<0,且f(x)<0恒成立,求m的最小值.

二、总结归纳,深度挖掘

通过上面两道例题的解答过程,我们可以分析得到在“恒成立”或“存在性”问题中求参数的最大(小)整数值的一般解答步骤:

1.分离参数,将问题转化为研究函数的最值问题;

2.对所整理的函数求导,当导函数值的符号不容易确定时,常常对导函数(导函数的部分函数)二次求导,利用零点存在定理,求出二阶导函数的驻点,从而判断原函数的单调性;

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