运用数学思想 探究函数零点个数问题
2021-02-02谢新华
谢新华
(福建省莆田第二中学 351131)


点评已知函数零点的个数求参数的取值范围,其常见的转化方法是分离参数法,使得构造的函数中不含参数,避免了参数的分类讨论.应用数形结合思想把函数零点问题转化为水平直线y=m与函数h(x)图象的交点个数问题来解决.
例2若函数f(x)=aex-x-2a有两个零点,则实数a的取值范围是____.

又g(0)=0,所以当x>ln2时,g(x)>0.因为函数f(x)有两个零点,所以直线y=a与函数g(x)的图象有两个公共点.所以实数a的取值范围是(0,+).

图1
解法2 (直接构造函数法)因为f′(x)=aex-1,当a≤0时,f′(x)≤0,所以f(x)在R上单调递减,至多一个零点,不符合题意.当a>0时,令f′(x)<0,解得x<-lna.令f′(x)>0,解得x>-lna,所以f(x)在(-,-lna)上单调递减,在(-lna,+)上单调递增.所以fmin(x)=f(-lna)=1+lna-2a.令φ(a)=1+lna-2a(a>0),则令φ′(a)>0,得令φ′(a)<0,得x>所以-ln2<0,即φ(a)<0,f(-lna)<0,所以函数f(x)有两个零点,符合题意.综上所述,实数a的取值范围是(0,+).

图2

点评本题解法1利用分离参数法,使得构造的函数中不含参数,避免了参数的分类讨论,但构造的函数定义域改变了,函数不连续了,函数图象变得复杂了, 研究时因容易忽略函数定义域或图象特征把握不准确导致错误. 解法2利用直接构造函数法,通过导数研究函数的图象与性质,需要对参数的不同取值情况分类讨论,是常规思路,但解题后半部分容易出现“卡壳”,不易得出最后结果.解法3利用隔离构造函数法,构造两个比较熟悉的基本初等函数,结合图象容易得出结论,是学生比较喜欢的方法,此法解答小题是比较适合的方法.解答题的求解在前两种方法无法突破时,也可以尝试通过此法探求结果.
