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浅谈导函数隐零点范围的估计策略

2020-07-21江西李树森

高中数理化 2020年8期
关键词:利用

◇ 江西 李树森

利用导数研究不等式,需要构造函数,将所研究的问题转化为函数的最值来处理,在求函数的最值时,常常需要确定导函数的零点,有时会碰到导函数有零点但求解其零点比较困难的情况,此时称此零点为隐零点.虽然将这个零点虚设出来,通过整体代入能简化函数并研究其函数值的范围,但有时需要将这个零点的范围较为精准地进行估计,才能达到解决问题的目的,因此如何确定隐零点的范围,成为解决问题的关键.本文从解不等式、目标函数反解、二分法、放缩法、利用单调性等角度介绍其范围的估计方法.

1 构造隐零点的不等式求解隐零点的范围

分析问题转化为fmin(x)≥0,因此研究导函数,利用零点存在判定定理判断导函数零点存在,但求解困难,通过虚设零点,将其零点与参数a 之间的关系整体代入,简化函数,根据条件构造含零点的不等式,通过解不等式确定零点的范围,最后利用函数思想可以求解参数a 的范围.

解由已知条件可得fmin(x)≥0,且

令φ(x)=aexx2-(a+1)(a>0),则

当x∈(0,+∞),φ′(x)>0,所以φ(x)在(0,+∞)上为增函数,又φ(0)=-(a+1)<0,而

当x∈(0,x0)时,φ(x)<0,f′(x)<0,所以f(x)在(0,x0)上为减函数;

当x∈(x0,+∞)时,φ(x)>0,f′(x)>0,所以f(x)在(x0,+∞)上为增函数.

又因为φ(x)=aexx2-(a+1)在(0,+∞)上为增函数,且0<x0≤1,所以0=φ(x0)≤φ(1),由0≤φ(1),可得

利用零点存在判定定理,判定零点的存在,找到隐零点x0与参数a 的关系aex0=,将其整体代入函数中,简化目标函数得,从而构造了隐零点x0的不等式,解出零点的范围,这即为所求的隐零点的范围.

2 通过隐零点代换,利用多项式函数的临界值反解出隐零点的边界

分析……

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