本题导读

本题考查利用导数研究函数最值。

📌【题干】

Question

(2012年福建卷(文)) 已知函数 (),且在 上的最大值为 .

(1)求函数 的解析式;

(2)判断函数 在 内的零点个数,并加以证明.

🔍【思路分析】

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(1);(2)在 内有且只有 个零点: 内 从 增到 恰一次穿过 ; 内先增后减且两端一高一低,也恰一次穿过。

✅【答案】

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(1);(2) 在 内有且只有 个零点,证明见解析

✍【详细解析】

Abstract

(1)令 。当 时,,故 在 上递增,最大值 。

若 ,则 的最大值为 ,不合题意;故 ,此时 的最大值为 。

由 得 ,故 。

(2) 等价于 。

在 内:, 严格递增,且 ,,由零点存在定理及单调性,方程 在该区间内有且只有一个根。

在 内:,故 严格递减;又 ,,存在唯一的 使 ,从而 在 上递增、在 上递减。

,,而 ,由单调性与零点存在定理,方程 在该区间内也有且只有一个根。

综上, 在 内有且只有 个零点。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:导数与函数的最值;含三角因子的单调性;零点存在定理

核心方法:先研究 的单调性,按 的符号讨论最值定 ;零点个数按区间分治:单调区间内用”端点函数值异号 + 严格单调”锁定唯一零点

避坑指南: 在 内两项同为正; 内 不单调,必须先用 定 的变号点再分两段; 是说明”后段先增”不产生额外零点的关键。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:函数零点个数压轴题,与 2013 年上海卷文第 21 题、2014 年四川卷文第 21 题同族。

结论推广: 在 上的形状: 增, 先增后减,峰值 。

方法推广:零点个数证明的标准模板:求导定单调区间 每个单调区间用零点存在定理 + 严格单调证”至多一个” 端点(或极值)值比高低证”至少一个”。

🔗【关联脉络】

Multi column

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