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【个题研究】(全国1卷)(理20)从2019年高考理科导数压轴题看函数零点问题的解题方法_邓军民

二、 诊断报告 这道题目反映的是 “尊师重教” 的主题。 荀子的名言从 正面警示人们尊师重教的重要意义, 新闻材料用热点时事反 映了现实生活中某些学校和部门, 不敢为教师撑腰, 无视法 律法规, 打压教师、 甚至残害教师的现象。 两则材料一正一 反, 在对比中引人深思。 用 “诊断报告” 的形式写作本题, 可以先亮 “病症”, 揭示有些人的种种丑态, 再通过诊断分析 病因, 最后制定治病方案, 告诫人们如何 “尊师重教”。 文章 在形式上一定要符合 “诊断报告” 的要求, 要素齐全, 文体 特征明显。
责任编辑 廖宇红
20 广东教育·高中 2019 年第 10 期
且当 x∈(0, β)
时,
f′(x)>0;
当 x∈(β,
π) 2
时,
f′(x)<0.
故 f(x)在
(0, β)
单调递增,

(β,
π 2

单调递减. 又 f(0)
=0,
f(
π 2
)=1-ln(1+
π 2
)>0,
所 以 当 x∈(0, π ] 时 , f(x)>0. 所 以 f(x)在 (0, π ] 没 有
义思想的偏差, 媒体新闻稿件说的是 “美丽乡村” 建设中缺 乏专业规划, 盲目跟风模仿方面的政策和行为偏差。 材料的 立意角度很多, 如 “科学合理规划” “求真务实创新” “长 效管理机制” “保护文化传统” 以及 “发展理念” “责任担 当” “形式主义” “铭记乡愁” 等。 写作时一定要以剧本的 形式表达自己的观点, 表现主题。
【解析】 (1) 当-1<x<0 时, f(x)=sin2x- | ln(x+1)|<0 显 然
恒成立,
此时 f(x)无零点;
(2) 当 x=0 时, f(0)=0;
(3) 当 0<x≤ π 时, f(x)=sin2x-ln(x+1), 4
令 g(x)=sin2x-x
(0<x≤
π 4
),
g′(x)=2(cos2x-
(3) 当 x∈(0, π ] 时, f′(x)=cosx- 1 ,
2
1+x
f
″(x)=-sinx+
1 (1+x)2

f
苁(x)=-cosx-
2 (1+x)3
<0,
此时 f ″(x)
递减,
而 f ″(0)>0,
f
″(
π 2
)<0,
所以存在唯一
的 α∈(0, π ), 使得 f ″(α)=0, 2
所以 f′(x) 在 (0, α) 递增, 在 (α, π ) 递减, 而 f′(0)= 2
ln(x+1), 证明: f(x)有且仅有 2 个零点.
【解析】 (1) 当-1<x<0 时, g(x)=f′(x)=cosx- 1 , 1+x
g′(x)=-sinx+
1 (1+x)2
>0,
而 g(0)=0,
此时 g(x)=f′(x)<0;
此时
f(x)无 零 点 ;
(2) 当 x=0 时, f(0)=0;
所 以 h(1)=e-3<0, h(2)=e2-3- 姨 2 >0, 所 以 h(1)h(2)< 0,
所以函数 h(x)在区间 (1, 2) 上有零点.
(2) 解析: 由(1) 可 知 h(x)=f(x)-g(x)=ex-1- 姨 x -x. 由
g(x)= 姨 x +x 知 x∈[0, +∞), 而 h(0)=0, 则 x=0 为 h(x)的 一
0, f′( π )<0, 2
所以存在 β∈(α,
π ), 2
使得 f′(β)=0,
A: 外面传来脚步声。 秀才抬起头。 班长、 小尚上 B: 惊讶地 C: 考试又不只考作文 D: 小尚打断秀才 E: 终日明星崇拜, 失去自我 二、 诊断报告 ①没有性别。 添加 “性别: 男/女”。 ②无西医诊疗方法, 与 “中西医结合” 不对应。 可添加 “透视” “血样化验” “基因鉴定” 等方法。 ③治疗方法 1 太实, 且与病症不对应。 可改为 “由于患者体内的 ‘自负’ 血液与其他血液不容, 因 此必须换血, 在患者体内输入大量的 ‘纳谏’ ‘请教’ ‘商 讨’ 等血液”。 ④无医师签名。 补上。 【命题训练】 写作提示 一、 剧本 这是一道有关 “美丽乡村” 建设的写作命题, 重在引导 考生对 “美丽乡村” 建设中出现的问题进行思考。 习总书记 强调的是对 “传统村落、 民族村寨、 传统建筑” 保护的问题, 乡镇宣传标语表露出 “美丽乡村” 建设中整齐划一、 教条主
应考方略 语 数文学揭有秘数
从 2019 年高考理科导数压轴题 看函数零点问题的解题方法
■ 广州市第二中学 邓军民
2019 年 高 考 数 学 命 题 以 全 国 教 育 大 会 精 神 为 指 引 , 认 真
贯彻 “五育并举” 教育方针, 突出数学学科特色, 着重考查
考生的理性思维能力以及综合运用数学思维方法分析问题、
趋势, 观察图像与 x 轴的位置关系, 利用数形结合的思想方
法判断函数的零点是否存在及零点的个数等. 通过等价变形,
可 将 “函 数 F(x)=f (x)-g (x) 的 零 点 ” 与 “ 方 程 f (x)=g (x) 的
解” 问题相互转化. 高考对函数零点的考查主要有的个数
GUANG DONG JIAO YU GAO ZHONG
(4)

π 4
<x≤
3π 4
时,
f(x)=sin2x-ln(x+1),
f
′(x)=2cos2x-
1 x+1
<0,
所以 f(x)递减,
而 f( π )>0, f( 3π )<0, 此时 f(x)有且仅有 1 个零点;
4
4
(5) 当 x> 3π 时, f(x)=sin2x-ln(x+1), 4
2
2
零点.
(4) 当 x∈( π , π] 时, f′(x)=cosx- 1 <0 显然成立,
2
1+x
所以 f(x)在
(
π 2
,
π)
单调递减,

f(
π 2
)>0,
f(π)<0,
所以 f(x)在 ( π , π] 有且仅有唯一零点. 2
(5) 当 x∈(π, +∞) 时 , ln(x+1)>1, f(x)<0 显 然 恒 成 立 ,
| ln(x+1)|, 画出两个函数的图像, 观察图像可知交点个数为2,
函数 f(x)有 2 个零点.
上 述 解 法 对 解 答 题 y= | ln(x+1)| y
来说, 并不严谨, 仅仅
适 合 做 客 观 题 找 答 案 用 , y=sin 2x
如果要把这个题目研究

x
透彻, 探求严谨的解法,
那就得以上图为参考, 分段讨论, 严谨地证明零点的个数.
1 2
),
显然当 x∈(0,
π 6

时,
g′(x)>0,

x∈(
π 6
,
π 4

时,
g′(x)<0.
而 g(0)=0, g( π )>0, ∴ g(x)>0, ∴ sin2x>x (0<x≤ π ),
4
4
而熟知: ln(x+1)≤x, 所以 f(x)=sin2x-ln(x+1)>x-x=0,
此时 f(x)无零点.
判断函数零点的个数问题, 解题的基本思想是 “数形结
合”, 即通过研究函数的性质 (单调性、 极值、 函数值的极限
位置等), 作出函数的大致图像, 然后通过函数图像得出其与
x 轴交点的个数, 或者两个相关函数图像交点的个数, 基本步
骤是 “先数后形”.
【例 1】 已知二次函数 f(x)的最小值为 -4, 且关于 x 的不
得到有效的完全突破.笔者感觉这道高考题设置得非常漂亮,
在认真研究之余, 得到一个变式如下:
【2019 年高考全国Ⅰ卷第 20 题变式】 已知函数 f(x)=sin2x
-| ln(x+1)|, 证明: f(x)有且仅有 2 个零点.
【分析】 化简 f(x)=sin2x- | ln(x+1)|, 令 f(x)=0, 得 sin2x=
个零点. 又 h(x)在 (1, 2) 内有零点,
因此 h(x)在 [0, +∞) 上至少有两个零点.
h′(x)=ex-
1
-
x
1 2
-1,

φ(x)=
ex-
1
-
x
1 2
-1,
则 φ′(x)= ex+
2
2
1
-
x
3 2
.
4
当 x∈(0, +∞) 时 , φ′(x)>0, 因 此 φ(x)在 (0, +∞) 上 单
广东教育·高中 2019 年第 10 期 21
应考方略 语 数文学揭有秘数
又因为 g(x)在 (3, +∞) 上单调递增, 因 而 g(x) 在 (3, +∞) 上 只 有 1 个 零 点 , 故 g(x) 仅 有 1 个零点. 点评: 利用导数确定函数零点或方程根个数的常用方法 (1) 构建函数 g(x) (要求 g′(x) 易求, g′(x) =0 可解), 转 化确定 g(x) 的零点个数问题求解, 利用导数 研 究 该 函 数 的 单 调性、 极值, 并确定定义区间端点值的符号 (或变化趋势) 等, 画出 g(x) 的图像草图, 数形结合求解函数零点的个数. (2) 利用零点存在性定理: 先用该定理判断函数在某区间 上有零点, 然后利用导数研究函数的单调性、 极值 (最值) 及 区间端点值符号, 进而判断函数在该区间上零点的个数.
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