应对函数导数零点不可求的非常规策略

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  摘 要在高考数学中,函数导数零点不可求问题往往在最后的大题中出现,要想保证答题准确性,就要循序渐进的分析相关条件,有效减少思考难度,尤其是在探知零点和虚设零点后,要从根本上了解导数的正负,提高答题准确率。
  【关键词】函数导数;零点;多次求导
  1 找零点
  在应对导数零点不可求的题目时,我们不要盲目做题,而是要细化分析已知条件,借助特殊值对其进行试探性判断,在对特殊值进行选取的过程中,我们也要按照标准化步骤和要求,按照相关原则进行选择。首先,要对知识点进行回顾,并且按照已知条件分析题目,在含有lnx的复合函数中,要借助x=ek的关系式对其进行分析,试探性设定x=e0=1。其次,针对含有ex的复合函数,则需要设定x=lnk(k>0),从而借助相应的关系式假定x=ln1=0对零点进行试探。
  例题01:若函数f(x)=(x-a)2lnx,则需要对实数a的取值范围进行分析,假定任意的,则能证明是恒成立的。
  例题解析:在读题后,要对具体信息进行分析,从结果往前进行推导。若是恒成立,则就表明是恒成立的关系,紧接着对不同情况进行讨论。(1)在时,则会出现的关系。(2)在时,则会出现的关系。那么,也就是说,
  是恒成立的关系,进一步推导,令
  ,则会存在
  ,正是由于
  在上是增函数,则能推导出
  ,在x=e时,h'(x)=0,则在上呈现出增函数,并且只有一个零点,而结合所求因素,,实数a的取值范围确定为
  。
  总之,要想提高做题的效率,就要将复杂的问题简单化,并且将其转化为恒成立问题,利用函数最值对导数零点不能直接求导进行分析,在观察关系式后分析零点,对单调区间进行判定。将题目和解题思路联系在一起,保证知识点应用的准确性,提高做题准确率的同时,也能进一步完善答案,确保题目解答正确。
  2 设零点
  我们在解题时,也能结合题目中的已知条件虚设零点,保证假设条件的有效性,就能对题目的完整程度进行划定,确保假设的有效性。也就是在指定的函数具有零点但是又不能直接求导的情况下,人为引进零点,借助合理化的形式和推理结构将问题进行化简分析。
  例题02:假设函数,则要讨论f(x)的导函数零点的个数。
  例题解析:若是想分析其具备几个零点,就要对区间进行分析。由于f(x)自身的定义域是,而
  ,则需要设定等于零,能得出,若是设定g(x)在呈现的是单调递增的情况,则能得出。紧接着进行分类讨论,(1)当a大于零时,则方程g(x)=a只有一个根,那么就表示在导数上只有一个零点。(2)当a小于等于零,则方程g(x)=a没有根,也就表示没有零点。
  3 多求导
  我们在实际求解过程中,也能针对具体情况进行分类讨论,利用多次求导的方式有效判断其实际的符号,并且进一步得出结果,保证解题完整性和有效性。若是本身不可求解,则需要对其进行二次求导,假设,若是发现也是不可解方程,则对其进行多次求导,从而获得有效答案。
  例题03:假设函数,若是x大于等于零,则,对a取值范围进行求解。
  例题解析:时,则,能设定相应的g(0)=0,代入后形成基本等式,但是,若是则能在x大于等于零的情况下,这个公式恒成立。并且,要对a的取值进行分类讨论,从而保证能对不同情况下的等式进行系统化分析。(1)在a小于等于1时,则,能保证,最终求解,同理证明。(2)在a大于1时,则能导出,若是在x无限接近无穷大时,存在x0,设定后,h(x)<0,能最终导出a的取值范围,从负无穷到1。
  总之,在对题目进行全面反思后,要借助求导对题目进行整合和分析,结合求导公式对其进行有效解读,从而保证导数表达式符合实际求解要求,对导数零点予以判断,在破解导数零点有效方法的同时,保证相关步骤能有序开展。需要注意的是,其固定模式中,先求导后求零点,若是不能求出,就要对其进行多次求导,从而制定新的函数,一直求导下去直到我们求解出最终的表达式,从而有效解决零点问题。
  4 局部求导
  对于公式进行局部求导,其本质和多次求导存在一定的差异,尤其是对其符号进行判断的过程中,将导数进行局部化解,能有效判断导数和零之间的关系。也就是说,对公式进行有效的局部处理,就能对函数进行进一步的分析,应用二次求导,确保能对导数的区间单调性予以判定,从而在定义域内对其极值进行初步分析。只有从根本上判断出函数式整体和零的关系,才能对过程进行解读,反复进行对比后,直接判断出导数的正负,最终找出其零点位置。综上所述,借助局部求导挖掘函数零点的过程就是借助单调性判定函数的方式,其本质上是一样的。在实际解题过程中,我们要灵活应用已知条件,转换视角的同时,对相关数据进行整合重组,将函数转换为简单容易求导的函数,从而得出零点信息。
  总而言之,在高中应对函数导数零点不可求问题的过程中,我们要审核相关知识点,并且结合题目中的已知条件,对题目进行反复推敲,确保准确判断的同時,提高问题的解决能力和水平,利用分类讨论和多次求导的数学思维最终完成题目。
  参考文献
  [1]孟宪彪.浅谈导函数零点不可解问题的求解对策[J].中国科技纵横,2016,16(19):208-209.
  [2]陈金福.导函数零点不可解问题的求解策略[J].福建中学数学,2015(12):30-32.
  [3]石向阳.应对函数导数零点不可求的非常规策略[J].中国数学教育(高中版),2016(05):53-56.
  作者单位
  湖南省长沙市麓山国际实验学校 湖南省长沙市 410000
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