关于导数“隐零点”问题的解读与探究
2021-03-19段惠莹
段惠莹


[摘 要] 导数“隐零点”问题十分常见,探究学习需要掌握“隐零点”的含义与确定方法,以及问题突破的方法策略. 文章剖析导数“隐零点”,归纳解法,并结合实例加以探究,提出相应的建议.
[关键词] 导数;隐零点;单调性;最值;不等式;范围
[⇩] 问题综述
导数是研究函数问题的重要工具,利用导数可以求解函数综合题,而导数解决函数问题最终都要归结于函数单调性的判断,函数单调性与其零点密切相关,故导函数的零点是解题的核心. 实际问题中导函数的零点有两种类型,从零点是否可精准求解分为“显零点”和“隐零点”. 其中“隐零点”指的是能够判断其存在,但不能或难以确定其极值. 相对于一般零点问题,导数隐零点问题在解决时有一定的差异,下面具体探究其解题策略.
[⇩] 实例分析
问题:已知函数f(x)=x2-x-xlnx,试证明函数存在唯一的极大值点x,使得e-2<f(x)<.
分析:由函数与导数知识可知,可导函数f(x)存在极值的必要条件是f′(x)存在零点x,原函数对应的导函数为f′(x)=2x-2-lnx,故需要判断其是否有零点. 解题的关键是证明x是唯一的极大值点,后續需化简表达式f(x).
解析:已知原函数f(x)=x2-x-xlnx,对应导函数为f′(x)=2x-2-lnx,观察可知f′(1)=0. 令g(x)=2x-2-lnx,则g′(x)=,令g′(x)=0,则x=. 分析可知在
0,
上,g′(x)<0,函数g(x)单调递减;在
,+∞
上,g′(x)>0,函数g(x)单调递增;所以当x=时,g(x)取得最小值. 由于g
=-1+ln2<0,g(1)=0,g(e-2)>0,所以g(x)在
0,
上只有一个零点x,在
,+∞
上只有一个零点1.
g(x)的正负性就是f′(x)的正负性,可判断f(x)的极值情形.
分析可知x=x是函数f(x)唯一的极大值点,并且2x-2-lnx=0,x∈
0,
. f(x)=-
x-
+,所以f(x)<成立;又因为f(e-1)=e-2,而e-1∈
0,
,f(x)为极大值,故f(x)>e-2.
综上可知,e-2<f(x)<.
评析:上述求证……
