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文檔簡介
專題2.3零點歸類一、知識梳理與二級結論二、熱考題型歸納【題型一】二分法【題型二】冪指對圖像基礎【題型三】水平線法求零點【題型四】水平線法:對數絕對值型【題型五】水平線法:指數型【題型六】復合二次型零點求參:因式分解型【題型七】復合二次型零點求參:根的分布型【題型八】雙函數內外復合求參【題型九】函數自復合內外零點求參【題型十】解析式含參型【題型十一】分段函數定義域分界處含參【題型十二】切線型零點求參【題型十三】切線型折線零點求參【題型十四】類周期型函數零點求參三、高考真題對點練四、最新??碱}組練知識梳理與二級結論一、二分法及其應用(1)二分法的概念對于在區(qū)間上圖象連續(xù)不斷且的函數,通過不斷地把它的_零點所在區(qū)間一分為二,使所得區(qū)間的兩個端點逐步逼近零點,進而得到零點近似值的方法叫做二分法.(2)用二分法求函數零點近似值的步驟給定精確度,用二分法求函數零點的近似值的一般步驟如下:①確定零點的初始區(qū)間,驗證.②求區(qū)間的中點c.③計算,并進一步確定零點所在的區(qū)間:a.若(此時),則c就是函數的零點.b.若(此時),則令b.c.若(此時,則令a.④判斷是否達到精確度:若,則得到零點近似值a(或b);否則重復步驟②~④.二、函數零點存在性定理:如果函數在區(qū)間上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線,并且有_,那么函數在區(qū)間內至少有一個零點,即存在,使得_,這個也就是方程的解.三、指數運算公式(a>0且a≠1):①a=eq\r(n,am) ②am·an=am+n ③am÷an=am-n ④(am)n=amn.圖象定義域__R_______R___值域____________性質過定點___________,即______0_____時,____0_______減函數增函數指數函數的底數規(guī)定大于0且不等于1的理由:(1)如果,當(2)如果,如,當時,在實數范圍內函數值不存在.(3)如果,是一個常量,對它就沒有研究的必要.為了避免上述各種情況,所以規(guī)定且.四、對數運算公式(a>0且a≠1,M>0,N>0)(1)指對互化:x=logbN.(2)對數的運算法則:①loga(MN)=logaM+logaN ②logaeq\f(M,N)=logaM-logaN;③logaMn=nlogaM(n∈R); ④logamMn=eq\f(n,m)logaM.(3)對數的性質:①a=N; ②logaaN=N(a>0且a≠1).(4)對數的重要公式①換底公式:logbN=eq\f(logaN,logab); ②換底推廣:logab=eq\f(1,logba),logab·logbc·logcd=logad.五、圖形變換(1)平移變換:上加下減,左加右減(2)對稱變換①y=f(x)eq\o(→,\s\up7(關于x軸對稱))y=-f(x); ②y=f(x)eq\o(→,\s\up7(關于y軸對稱))y=f(-x);③y=f(x)eq\o(→,\s\up7(關于原點對稱))y=-f(-x); ④y=ax(a>0且a≠1)eq\o(→,\s\up7(關于y=x對稱))y=logax(a>0且a≠1).⑤y=f(x)eq\o(→,\s\up7(保留x軸上方圖象),\s\do5(將x軸下方圖象翻折上去))y=|f(x)|. ⑥y=f(x)eq\o(→,\s\up7(保留y軸右邊圖象,并作其),\s\do5(關于y軸對稱的圖象))y=f(|x|).(3)伸縮變換y=f(ax)②y=f(x)eq\o(→,\s\up7(a>1,縱坐標伸長為原來的a倍,橫坐標不變),\s\do5(0<a<1,縱坐標縮短為原來的a倍,橫坐標不變))y=af(x)六、常見圖像變換平移變化翻折變換:絕對值內外型對稱變換復合變換復合變換:絕對值,平移帶系數:系數不為1,類比正弦余弦的系數,提系數平移熱點考題歸納【題型一】二分法【典例分析】1.(2023·遼寧大連·統(tǒng)考一模)牛頓迭代法是我們求方程近似解的重要方法.對于非線性可導函數在附近一點的函數值可用代替,該函數零點更逼近方程的解,以此法連續(xù)迭代,可快速求得合適精度的方程近似解.利用這個方法,解方程,選取初始值,在下面四個選項中最佳近似解為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】求出迭代關系為,結合逐項計算可得出結果.【詳解】令,則,令,即,可得,迭代關系為,取,則,,故選:D.2.(河南省南陽市第一中學校2022-2023學年高三上學期第一次月考數學(理)試題)已知函數的零點位于區(qū)間內,則整數(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【分析】根據函數的單調性的性質及函數零點的存在性定理即可求解.【詳解】因為函數與在上均為增函數,所以函數在上為增函數,因為,,,所以函數的零點位于區(qū)間內,故.故選:B.【提分秘籍】二分法的一般步驟(精確度為)(1)確定零點所在區(qū)間為,驗證;(2)求區(qū)間的中點;(3)計算;①若則就是函數的零點;②若,則,令;③若,則,令;(4)判斷是否達到精確度:若,則得到零點近似值(或),否則重復步驟(2)-(4).【變式演練】1.已知函數,則下列區(qū)間中含零點的是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】分別求出、、、的值,即可判斷其正負號,利用零點存在定理則可選出答案.【詳解】由題意知:,,,.由零點存在定理可知在區(qū)間一定有零點.故選:C.2.(遼寧省鐵嶺市昌圖縣第一高級中學2022-2023學年)用二分法求函數的零點可以取的初始區(qū)間是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】利用二分法的定義,驗證各選項端點即可.【詳解】因為,,且單調遞增,即當時,,所以零點在內,故選:A3.(2023·高三階段測試)若函數的零點與的零點之差的絕對值不超過,則函數可以是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】可先對四個選項的零點求值,再用二分法進一步判斷的零點區(qū)間,即可求解【詳解】對A,的零點為;對B,的零點為;對C,的零點為;對D,的零點為;,,,故零點在之間,再用二分法,取,,,故的零點,由題的零點之差的絕對值不超過,則只有的零點符合;故選:B【題型二】冪指對圖像基礎【典例分析】1.已知函數,若函數在R上有兩個零點,則m的取值范圍是(
).A. B. C. D.【答案】D【分析】當時,有一個零點,只需當時,有一個根,利用“分離參數法”結合函數圖像求解即可.【詳解】因為函數,當時,令可得,解得,所以在上有一個零點,又函數在R上有兩個零點,所以當時,方程有一個根,所以方程在上有一個根,即函數與函數的圖象在時有且只有一個交點,作函數的圖象如下:觀察圖象可得,所以,所以m的取值范圍是.故選:D.2.(2023·全國·模擬預測)使函數的值域為的一個a的值為.【答案】1(答案不唯一)【分析】由指數函數值域性質求解【詳解】令,由題意得的值域為,又的值域為,所以,解得,所以的取值范圍為.故答案為:.(答案不唯一)【提分秘籍】函數,:(1)當,時,圖象恒過和_兩點;其中當時,冪函數圖象在圖象的下方;當時,冪函數圖象在圖象的上方.(2)當,時,圖象也恒過__和兩點;其中當時,冪函數圖象在圖象的上方;當,冪函數圖象在圖象的下方.(3)當,時,圖象恒過點___.【變式演練】1.(2023·云南·校聯(lián)考模擬預測)已知,設,則函數的最大值為.【答案】8【分析】由求出的定義域為,然后換元,令,,得,根據二次函數的單調性可求出最大值.【詳解】,由得,即的定義域為,令,因為,所以,所以在上為增函數,所以時,.故答案為:.2.(2023·四川綿陽·三臺中學??家荒#┮阎瘮担瑒t不等式的解集為.【答案】【分析】分別在和的情況下,結合指數和對數函數單調性可解不等式求得結果.【詳解】當,即時,,,解得:(舍);當,即時,,,解得:,;綜上所述:不等式的解集為.故答案為:.3.(2023·江蘇鎮(zhèn)江·江蘇省鎮(zhèn)江中學??寄M預測)已知函數的零點為,函數的零點為,則.【答案】2【分析】根據零點的定義,等價轉化為兩個函數求交點,根據反函數的定義,結合對稱性,可得答案.【詳解】由,得,函數與互為反函數,在同一坐標系中分別作出函數,,的圖象,如圖所示,則,,由反函數性質知A,B關于對稱,則,.故答案為:.【題型三】求零點基礎方法:水平線法【典例分析】1.已知函數,且,當時,函數存在零點,則實數m的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】先根據條件算出參數,函數存在零點等價于方程有解,即有解,故只需要求在上的值域即可.【詳解】由題意得,,則,,令,因為,所以,因此可轉化為,,其對稱軸為,,,所以在上的值域為.函數存在零點,等價于方程有解,所以實數的取值范圍是.故選:B2.(天津市津衡高級中學2022屆高三下學期4月月考數學試題)已知函數,若函數有4個零點,則m的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】C【分析】將問題轉化為方程有4個根,當時,可得是方程的根,當時,可得然后畫出函數圖象,根據圖象求解即可【詳解】的零點即方程的根,當時,容易驗證為方程的根.當時,由,可得畫出函數的圖象,如圖所示.當有4個零點時,直線與函數的圖象有3個交點,由圖可得或.故選:C【變式演練】1.(湘鄂冀三省益陽平高學校、長沙市平高中學等七校2021-2022學年上學期聯(lián)考數學試題)已知函數,若函數有三個不同的零點,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】結合的單調性畫出的圖象,結合的零點個數來求得的取值范圍.【詳解】在上遞增,且,當時,,任取,,其中,當時,,遞增;當時,,遞減;,由此畫出的大致圖象如下圖所示,有三個不同的零點,即與有三個交點,由圖可知,的取值范圍是.故選:B2.(河南省2021-2022學年上學期階段性考試(三)數學試題)已知函數函數有三個不同的零點,,,且,則(
)A. B.的取值范圍為C.a的取值范圍為 D.的取值范圍為【答案】D【分析】有三個不同的零點,轉化為方程有三個不同的解,然后畫出函數的圖象和直線,結合圖象求解.【詳解】有三個不同的零點,即方程有三個不同的解,的圖象如圖所示,結合圖象可得,,,由二次函數的對稱性,可得,故的取值范圍為,故選:D.【題型四】水平線法:對數絕對值型【典例分析】1.(重慶市璧山來鳳中學校九校2023屆高三上學期聯(lián)考模擬(二)數學試題)已知函數,則函數的零點個數為(
)A.個 B.個 C.個 D.個【答案】C【分析】解方程可得結果.【詳解】當時,由可得,解得(舍去);當時,由可得,即或,解得或.綜上所述,函數的零點個數為.故選:C.2.已知函數(,且)在區(qū)間上為單調函數,若函數有三個不同的零點,則實數a的取值范圍為(
)A.B.. D.【答案】D【分析】由函數在在上為單調函數,且當時單調遞減,則滿足,可得到的范圍;再將有三個不同的零點問題轉化為函數和有三個交點問題,畫出兩個函數的圖象,可先判斷當時存在兩個交點,則只需滿足時有且僅有一個交點即可,進而求解,綜合得到的范圍.【詳解】由題,因為在上為單調函數,且時,單調遞減,所以,解得,在同一坐標系中畫出和的圖象,如圖所示:由圖象可知當時,和的圖象有兩個交點,故只需當時,和的圖象有且只有一個交點,當,即,即時,滿足題意;當,即時,只需與相切,聯(lián)立可得,則,解得,綜上,的取值范圍是故選:D【提分秘籍】對數函數的圖象與性質圖象性質(1)定義域:_.(2)值域:(3)過定點,即x=_1_時,y=0(4)在_上增函數(4)在上是減函數(5);(5);【變式演練】1.(吉林省長春市第五中學2021-2022學年數學試題)已知函數,函數有四個不同的零點,,,,且滿足:,則下列結論中不正確的是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】作出函數圖象,根據函數圖象得出4個零點的關系及范圍,進而得出結論.【詳解】函數的四個不同的零點,,,,就是函數與兩個圖象四個交點的橫坐標,作出函數的圖象,由圖象可知,故A正確;由,可得或,結合圖象可知,故B錯誤;根據二次函數的性質和圖象得出,所以,故C正確;又,且,所以,即,所以,故D正確.故選:B.2.(福建省德化第一中學2021-2022學年考試數學試題)設函數,若函數在R上有4個不同的零點,則實數a的取值范圍是A. B. C. D.【答案】D【分析】由,得,然后作出函數的圖像,利用的圖像與的關系判斷實數a的取值范圍.【詳解】由函數在R上有4個不同的零點,可知有4個不同的根,即函數的圖像與直線有4個不同的交點,當時,,函數圖像如下:數形結合可知,只要,即,就有2個不同的交點,要使函數有4個不同的零點,需當時,有2個不同的交點,即在上有兩個不同的根,又,如圖:需,解得故實數a的取值范圍是故選:D3.已知函數,若函數有四個零點,分別為則的取值范圍是A. B. C. D.【答案】B【分析】畫出函數的圖象,函數有四個零點即為函數的圖象與直線有四個交點,不妨令,得到,結合圖象得到,結合,求得,即可求解.【詳解】由題意,函數的圖象,如圖所示,函數有四個零點,即函數的圖象與直線有四個交點,且這些交點的橫坐標分別為,不妨令,則,可得.當時,函數,且,要使的圖象與直線有兩個交點,則.令,即,可得,即,所以的取值范圍是.故選:B.【題型五】水平線法:指數型【典例分析】1.(黑龍江省哈爾濱市賓縣第二中學2022-2023學年考試數學試題)已知函數,若函數g(x)=f(x)-k有3個零點,則實數k的取值范圍為(
)A.(0,+∞) B.(0,1) C.[1,+∞) D.[1,2)【答案】B【分析】由題意可知函數f(x)與直線y=k有3個交點,作出函數f(x)的大致圖象,由圖象觀察即可得出答案.【詳解】作出函數f(x)的大致圖象,如圖所示,要使g(x)=f(x)-k有3個零點,即函數y=f(x)的圖象與直線y=k有3個交點,由圖象可知,0<k<1.故選:B.2.(河北省2023屆高三上學期11月聯(lián)考數學試題)已知函數若函數有3個零點,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】要使函數有三個零點,則有三個不相等的實根,即與的圖象有三個交點,結合函數的性質及圖象即可得出.【詳解】要使函數有三個零點,則有三個不相等的實根,即與的圖象有三個交點,當時,在上單調遞減,;當時,在上單調遞增,;當時,在上單調遞增,;由與的圖象有三個交點,結合函數圖象可得,故選:A.【提分秘籍】指數函數圖象與性質圖象性質(1)定義域:R_(2)值域:(3)過定點__,即x=0時,y=1(4)增函數(4)減函數(5);(5);【變式演練】1.函數,若函數有兩個零點,則實數的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】令,可得,分別作出直線和函數的圖象,平移直線即可得到的取值范圍.【詳解】作出函數的圖象,令,可得,畫出直線,可得當時,直線和函數的圖象有兩個交點,則有兩個零點.故選:B.2.(陜西省2022屆高三下學期教學質量檢測(三)理科數學試題)已知函數,若函數有三個不同的零點,,且,則的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】C【分析】根據函數零點定義,結合數形結合思想、一元二次方程根與系數關系,通過構造函數,利用導數的性質進行求解即可.【詳解】函數的圖象如下圖所示:令,因為函數有三個不同的零點,所以,因為二次函數的對稱軸為,所以有,顯然是方程的兩個不相等的實數根,因此有,是方程的根,即,所以,于是有,設,設,當時,單調遞增,所以有,即單調遞減,所以當時,,故選:C3..(陜西省商洛市2021-2022學年數學試題)已知函數,函數有四個不同的的零點,,,,且,則(
)A.a的取值范圍是(0,)B.的取值范圍是(0,1)C. D.【答案】D【分析】將問題轉化為與有四個不同的交點,應用數形結合思想判斷各交點橫坐標的范圍及數量關系,即可判斷各選項的正誤.【詳解】有四個不同的零點、、、,即有四個不同的解.的圖象如下圖示,由圖知:,所以,即的取值范圍是(0,+∞).由二次函數的對稱性得:,因為,即,故.故選:D【題型六】復合二次型函數零點求參數:因式分解型【典例分析】1.(重慶市開州區(qū)臨江中學2023屆高三上學期入學考試數學試題)已知函數,若函數恰好有5個不同的零點,則實數m的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】函數有零點轉化為方程有實根,令,則方程可轉化為常見的一元二次方程,對其分析求解即可.【詳解】畫出函數的大致圖象,如下圖所示:函數恰好有5個不同的零點,方程有5個根,設,則方程化為,易知此方程有兩個不等的實根,,結合的圖象可知,,,令令,則由二次函數的根的分布情況得:,解得:.故選:A2.(廣東省佛山市第一中學2023屆高三上學期第三次月考數學試題)已知函數,若函數只有兩個零點,則實數的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】先求解為0時的值,可得只有兩個零點,再根據分析可得無解,進而求得的取值范圍即可.【詳解】由題意,即或.因為,易得無解.故只有兩個零點.當時,或,解得或有兩個零點.故無解.因為,,故,解得故選:D【提分秘籍】對于復合函數的零點個數問題,求解思路如下:(1)確定內層函數和外層函數;(2)確定外層函數的零點;(3)確定直線與內層函數圖象的交點個數分別為、、、、,則函數的零點個數為.【變式演練】1.(河南省駐馬店市2021-2022學年數學試題)已知函數,,則函數的零點個數不可能是(
)A.2個 B.3個 C.4個 D.5個【答案】B【分析】由可得或,然后畫出的圖象,結合圖象可分析出答案.【詳解】由可得或的圖象如下:所以當時,,此時無零點,有2個零點,所以的零點個數為2;當時,,此時有2個零點,有2個零點,所以的零點個數為4;當時,,此時有4個零點,有2個零點,所以的零點個數為6;當時,,此時有3個零點,有2個零點,所以的零點個數為5;當且時,此時有2個零點,有2個零點,所以的零點個數為4;當時,,此時的零點個數為2;當時,,此時有2個零點,有3個零點,所以的零點個數為5;當時,,此時有2個零點,有4個零點,所以的零點個數為6;當時,,此時有2個零點,有2個零點,所以的零點個數為4;當時,,此時有2個零點,無零點,所以的零點個數為2;綜上:的零點個數可以為2、4、5、6,故選:B2.已知,則函數的零點個數為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】由解析式及指對數的性質分析分段函數的性質,求函數時對應值,應用數形結合法判斷零點個數.【詳解】由題設,當時且遞減,當時且遞減,令,則,可得或,如下圖示:由圖知:時有一個零點,時有兩個零點,故共有3個零點.故選:C3.(2022·山東日照·日照一中??家荒#┮阎瘮凳嵌x在R的偶函數,當時,若函數有且僅有6個不同的零點,則實數a取值范圍.【答案】【詳解】由,可得或,由函數是定義在上的偶函數,當時,,所以有個零點,則有個不同的零點,又,則,又時,有個不同的零點,即.故.故本題應填.【題型七】復合二次型函數零點求參數:根的分布型【典例分析】1.(2023·江蘇南京·南京市第一中學??寄M預測)已知函數,若函數恰有6個零點,則實數的取值范圍為.【答案】【分析】利用導數求出在上的單調性與極大值,即可畫出函數的圖象,依題意可得關于的方程恰有個不相等的實數根,令,則關于的有兩個不相等的實數根,且,,令,則,即可求出參數的取值范圍.【詳解】當時,則,所以當時,當時,所以在上單調遞增,在上單調遞減,則在處取得極大值,,且時,當時,當時,函數在上單調遞增,所以的圖象如下所示:
對于函數,令,即,令,則,要使恰有個不相等的實數根,即關于的有兩個不相等的實數根,且,,令,則有兩個不相等的零點均位于之間,所以,解得,所以實數的取值范圍為.故答案為:2.(2022秋·山東青島·高三山東省萊西市第一中學??茧A段練習)設函數,若關于的函數恰好有六個零點,則實數的取值范圍是.【答案】【分析】畫出圖象,換元后得到方程在內有兩個不同的實數根,利用二次函數根的分布列出不等式組,求出實數的取值范圍.【詳解】作出函數的圖象如圖,令,則當,方程有個不同的實數解,則方程化為,使關于的方程恰好有六個不同的實數解,則方程在內有兩個不同的實數根,令所以,解得:,所以實數的取值范圍為故答案為【變式演練】1.(黑龍江省大慶市大慶中學2021-2022學年數學試題)已知函數,若函數有三個零點,則的取值范圍為A. B. C. D.【答案】A【分析】畫出的函數的圖象,令,可得關于方程有兩個根,且一個根小于4,一個根大于等于4,即可列出不等式求解.【詳解】畫出的函數圖象如圖,令,則由圖可知要使有三個零點,則關于方程有兩個根,且一個根小于4,一個根大于等于4,所以,解得.故選:A.2.(重慶市長壽區(qū)七校2021-2022學年聯(lián)考數學試題)已知,若有5個零點,則實數的取值范圍(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】令,則有兩個不相等的零點,設為,利用數形結合結合條件可得或,進而即得.【詳解】令,要使有5個零點,結合函數的圖象則有兩個不相等的零點,設為,且,且需滿足或,當時,無解,不合題意,當時,,的兩根均大于或等于1,不合題意,所以,只需,解得.故選:A.3.(2023春·四川綿陽·高三??奸_學考試)已知函數,若的零點個數為4,則實數a取值范圍為.【答案】【分析】畫出的圖象,利用換元法,結合二次函數零點分布列不等式,由此求得的取值范圍.【詳解】,由解得.畫出的圖象如下圖所示,令,由圖象可知與有兩個公共點時,或;與有一個公共點時,;與有三個公共點時,.依題意,的零點個數為4,對于函數,由于,的兩個零點,全都在區(qū)間或區(qū)間,或一個在區(qū)間一個在區(qū)間,所以或或,解得或或,所以的取值范圍是.故答案為:【題型八】雙函數內外復合型函數零點求參數【典例分析】1.(2022·吉林長春·東北師大附中校考模擬預測)設,(其中為自然對數的底數),若函數有個零點,則的取值范圍A. B. C. D.【答案】D【詳解】分析:問題轉化為直線與函數有四個交點,利用導數研究函數的性質,作出圖象(草圖),觀察分析.詳解:當時,,,由知在有一個零點,在上有一個零點,-1也是它的零點,且滿足;當時,,,由知在上有一個零點,且,都是極大值點,-1是極小值點,注意到,,,∴當時,直線與函數有四個交點,故選D.2.2.(2023春·遼寧沈陽·高三聯(lián)考)已知函數,,若有6個零點,則a的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】作出函數圖象,進行分析,最多有兩個零點,根據最多4個零點,用數形結合討論各種情況,根據一元二次方程根的分布即可得出結果.【詳解】由題可得函數圖象,當或時,有兩個解;當時,有4個解;當時,有3個解;當時,有1個解;因為最多有兩個解.因此,要使有6個零點,則有兩個解,設為,.則存在下列幾種情況:①有2個解,有4個解,即或,,顯然,則此時應滿足,即,解得,②有3個解,有3個解,設即,,則應滿足,無解,舍去,綜上所述,的取值范圍為.故選:B.
【變式演練】1.(2023春·江西·高三江西省清江中學??迹┮阎瘮?,,記函數,若函數恰有三個不同的零點,且,則的最大值為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據已知條件畫出函數圖像,得到與的交點的橫坐標一個在上,另一個在上,轉化為研究,的最值問題,利用導數研究即可解決.【詳解】由的解析式,可知在上單調遞增,且值域為,在上單調遞增,且值域為,函數的圖像如圖所示,所以在的值域上,任意函數值都有兩個值與之對應,在值域上,任意函數值都有一個值與之對應.要使恰有三個不同的零點,則與的交點的橫坐標一個在上,另一個在上,由的圖像開口向上且對稱軸為,易知,此時,且,結合的圖像及,得,則,所以,且,令,,則.當時,單調遞增;當時,單調遞減.所以,故的最大值為.2.(2023春·江蘇蘇州·高三江蘇省蘇州實驗中學??茧A段練習)已知函數,,若函數有3個不同的零點,且,則的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】C【分析】利用導數判斷出函數的單調性,再由函數與方程的思想可知分別對參數進行分類討論,利用數形結合即可求得結果.【詳解】由題意可知函數的定義域為,則,令,解得;當時,,所以在上單調遞減;當時,,所以在上單調遞增;因此的極小值,也是最小值為;其圖象如下圖所示;
易知當或時,方程有且僅有一個實數根,當時,方程有兩個實數根;令,化簡得,解得或;所以函數的零點即為方程和的根;因為函數有3個不同的零點,且,①當時,,符合題意,所以;②當時,,符合題意,所以;綜上可得,的取值范圍是.故選:C3..(2022·全國·高三專題練習)已知函數,,若函數有個零點(互不相同),則實數的取值范圍為.【答案】【分析】可先對求導,結合圖像判斷有三個交點的區(qū)間,又函數,可先畫出的圖像,結合圖像判斷有兩個交點的取值范圍,結合取值范圍進一步判斷即可【詳解】由,令得或,當,單調遞增;當,單調遞減;當,單調遞增,函數的極大值為,極小值為,畫出函數圖像,如圖:當有三個交點時,;再根據題意畫出圖像,如圖:當時,要使,即函數圖像在時,與要有兩個交點,如圖:,故故答案為【題型九】函數自身內外復合型零點求參【典例分析】1.(湖北省鄂東南省級示范高中教育教學改革聯(lián)盟學校2022-2023學年高三上學期期中聯(lián)考數學試題)己知函數,則函數的零點個數是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】確定函數的值域,利用換元法令,則,則將函數的零點問題轉化為函數的圖象的交點問題,作函數圖象,確定其交點以及其橫坐標范圍,再結合的圖象,即可確定的零點個數.【詳解】已知,當時,,當時,,作出其圖象如圖示:可知值域為,設,則,則函數的零點問題即為函數的圖象的交點問題,而,作出函數的圖象如圖示:可知:的圖象有兩個交點,橫坐標分別在之間,不妨設交點橫坐標為,當時,由圖象和直線可知,二者有兩個交點,即此時有兩個零點;當時,由圖象和直線可知,二者有3個交點,即此時有3個零點,故函數的零點個數是5,故選:B.2.(北京市第四中學2023屆高三上學期期中考試數學試題)函數,則函數的零點個數為(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【分析】復合方程求解時,先求得的解有,再解即可.【詳解】下面解方程:,當時,,得或1(舍去),當時,,得,所以的兩根為,由得或,若,則當時,無解,當時,無解;若,則當時,解得,當時,解得所以的零點個數共有兩個.故選:B【變式演練】1.已知函數,則函數,的零點個數()A.5或6個 B.3或9個 C.9或10個 D.5或9個【答案】D【分析】設,求導分析的最值與極值,畫出圖形,再分析與的根的范圍與個數即可【詳解】設,則由,得,即,又,由得或,此時函數單調遞增,由得,此時函數單調遞減,即函數在處取得極大值,函數在處取得極小值,又由,可得圖象:若,,則方程有三個解,滿足,,,則當時,方程,有3個根,當時,方程,有3個根,當時,方程,有3個根,此時共有9個根,若,,則方程有兩個解,滿足,,則當時,方程,有3個根,當,有2個根,此時共有5個根,同理,,也共有5個根故選:D.2.已知函數為定義在上的單調函數,且.若函數有3個零點,則的取值范圍為(
)A.B.C. D.【答案】A【分析】設,則求出值,可得,由分離參數,結合圖象即可求解.【詳解】因為為定義在R上的單調函數,所以存在唯一的,使得,則,,即,因為函數為增函數,且,所以,.當時,由,得;當時,由,得.結合函數的圖象可知,若有3個零點,則.故選:A3.已知函數,則函數的零點個數為(
)A.3 B.4 C.5 D.6【答案】B【分析】由的性質求出對應區(qū)間的值域及單調性,令并將問題轉化為與交點橫坐標對應值的個數,結合數形結合法求零點個數即可.【詳解】令,當時,且遞增,此時,當時,且遞減,此時,當時,且遞增,此時,當時,且遞增,此時,所以,的零點等價于與交點橫坐標對應的值,如下圖示:由圖知:與有兩個交點,橫坐標、:當,即時,在、、上各有一個解;當,即時,在有一個解.綜上,的零點共有4個.故選:B【題型十】解析式含參數零點型【典例分析】1.設是定義在R上且周期為2的函數,當時,,其中a,,且函數在區(qū)間上恰有3個零點,則a的取值不可能是(
)A. B. C. D.0【答案】D【分析】由為周期為2的函數,可得,從而可求得,然后分六種情況分析判斷函數的零點個數【詳解】因為是定義在R上且周期為2的函數,所以,所以,得,則時,,當時,,其圖象如圖所示,由于周期為2,所以,所以不符合題意,當時,則圖象向上平移,函數無零點,所以不符合,當時,可得在上有一個零點,所以在上有零點,所以在區(qū)間上恰有3個零點,符合題意,當時,可得在上有2個零點,由于函數的周期為2,所以在上有6個零點,不符合題意,當時,則可得,在區(qū)間上恰有3個零點,所以符合題意,當時,函數圖象與軸無交點,綜上,當或時,在區(qū)間上恰有3個零點,故選:D2.已知函數,恰有2個零點,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】數形結合,做出圖像即可根據零點個數求參數.【詳解】解:由題意得:作出函數的圖象,如圖所示,由,得,則直線與的圖象恰有兩個交點,數形結合得的取值范圍是.故選:B【提分秘籍】利用函數的零點個數求參數的取值范圍,主要從以下幾個角度分析:(1)函數零點個數與圖像交點的轉化;(2)注意各段函數圖像對應的定義域;(3)導數即為切線斜率的幾何應用;(4)數形結合的思想的應用.【變式演練】1.已知函數恰有2個零點,則實數a的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】D【分析】由在區(qū)間上單調遞減,分類討論,,三種情況,根據零點個數求出實數a的取值范圍.【詳解】函數在區(qū)間上單調遞減,且方程的兩根為.若時,由解得或,滿足題意.若時,,,當時,,即函數在區(qū)間上只有一個零點,因為函數恰有2個零點,所以且.當時,,,此時函數有兩個零點,滿足題意.綜上,故選:D2.(2021·江蘇·高三專題練習)設,e是自然對數的底數,函數有零點,且所有零點的和不大于6,則a的取值范圍為.【答案】【分析】當時,可得在上單調遞減,得在上有一個零點,在上單調遞增,由二次函數的性質可得在上有一個零點,當時,分,,,四種情況分析討論函數的零點【詳解】解:(1)當時,時,,,故在上單調遞減,又最小值,所以在上有一個零點,當時,,其對稱軸為,則在上單調遞增,又,,則在上有一個零點,又,所以符合題意.(2)當時,①時,當時,,所以,所以在上單調遞減,因為,所以因為,所以在上沒有零點,當時,,,則在上沒有零點,不符合題意;②時,當時,,令可得,又時,,單調遞減;時,,在單調遞增,又,所以在上沒有零點,當肘,,,則在上沒有零點,不符合題意;③時,,當時,,令得,當時,,單調遞減;時,,單調遞增,則在上有極小值,所以在上沒有零點,在上有一個零點,滿足題意;④時,當時,,令可得,又時,,單調遞減;時,,單調遞增,且,則在上有極小值,所以在上沒有零點,時,,其對稱軸為,且,根據韋達定理可判斷在上有兩個零點,且兩根之和為a,時符合題意,綜上所述:a的取值范圍為,故答案為:.3.(2023·全國·高三專題練習)設函數.若恰有2個零點,則實數a的取值范圍是.【答案】【分析】根據解析式分析的性質,討論、、,結合指數函數和二次函數的性質判斷恰有2個零點情況下a的取值范圍.【詳解】由解析式知:在上且單調遞增;在上,的對稱軸為且開口向上,∴1、當,即時,則在上遞增,,此時無零點;2、當時,上存在一個零點,要使恰有2個零點,則在上也只有一個零點,而且,∴當,即,只需,可得;當,即,只需,可得;∴此時,時恰有2個零點;【題型十一】函數分段定義域處含參數零點型【典例分析】1.(2022秋·河北衡水·高三河北衡水中學??茧A段練習)已知函數,若函數g(x)=f(f(x)+1)有三個零點,則實數a的取值范圍是.【答案】【分析】數形結合,分成a≤-2,-2<a≤0,0<a≤2,a>2四種情況討論即可.【詳解】令,則,有三個零點,∴f(t)=0有兩個根,且需滿足有兩解時,有且僅有一解.①a≤-2時,f(x)如圖:g(x)=f(t)=0,,由圖可見此時y=-3與f(x)有兩個交點,,此時要使y=1與f(x)有且僅有一個交點,則,∴;②-2<a≤0時,f(t)=0只有一個解t=2,t=f(x)+1=0沒有三個解;③0<a≤2時,f(x)如圖:,,,y=1和f(x)必有兩個交點;,此時要使y=-1和f(x)有且僅有一個交點,則,∴;④a>2時,只有一個根t=0,t=f(x)+1=0沒有三個解.綜上所述,.故答案為:.2.(2022·江蘇泰州·泰州中學??寄M預測)已知函數,若存在,使得函數有三個零點,則實數的取值范圍是.【答案】【分析】討論的單調性,根據的大致圖像,結合題目要求,得到不等式,求解即可.【詳解】,若,對稱軸時,在上遞增,當,對稱軸時,在上遞增,所以當時,在上遞增,則函數不可能有三個零點,故只需考慮的情況.畫出的大致圖象可知:要使得函數有三個零點,只能,即,即存在,使得即可.令,只要使即可,而.故.故答案為:.【提分秘籍】分段函數(1)分段函數就是在函數定義域內,對于自變量x的不同取值范圍,有著不同的對應關系的函數.(2)分段函數是一個函數,其定義域、值域分別是各段函數的定義域、值域的并集;各段函數的定義域的交集是空集【變式演練】1.(2021·全國·高三專題練習)已知(其中,為自然對數的底數),若在上有三個不同的零點,則的取值范圍是.【答案】【分析】先按照和兩種情況求出,再對和分別各按照兩種情況討論求出,最后令,求出函數的零點,恰好有三個.因此只要求出的三個零點滿足各自的范圍即可.【詳解】解:當時,,當時,由,可得,當時,由,可得.當時,,當時,由,可得無解,當時,由,可得.因為在上有三個不同的零點,所以,解得.故答案為:.2.(2023春·天津南開·高三南開大學附屬中學校考階段練習)已知,函數恰有3個零點,則m的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】A【分析】分別求出兩段函數各自的零點,作出圖像利用數形結合即可得出答案.【詳解】設,,求導由反比例函數及對數函數性質知在上單調遞增,且,,故在內必有唯一零點,當時,,單調遞減;當時,,單調遞增;令,解得或2,可作出函數的圖像,令,即,在之間解得或或,作出圖像如下圖數形結合可得:,故選:A3.(2022秋·江蘇蘇州·高三??茧A段練習)若函數恰有1個零點,則實數的取值范圍是.【答案】【分析】分析兩個函數和的零點,前一個函數有兩個零點-3和1,后一個函數只有一個零點1,1是公共的零點,因此可確定只有一個零點,只能為1.【詳解】有兩個零點-3和1,只有一個零點1,因此函數恰有1個零點,從函數的解析式來看,只能是1,∴.故答案為:.【題型十二】切線型零點求參【典例分析】1.2023·全國·高三專題練習)已知函數,函數有2個零點,則實數a的取值范圍是.【答案】或【分析】本題考查了導數的幾何意義,函數的零點與函數圖象的關系,作出的函數圖象,結合函數圖象求出當直線與的圖象有兩個交點時的斜率范圍即可.【詳解】解:函數,函數的圖象關于對稱,繪制函數圖像如圖所示,函數有2個零點則函數與函數有2個交點,當斜率為零,即時,由圖像可得有兩個交點,則成立;當斜率不為零,即時,如圖所示,考查臨界情況,當直線與函數相切時,設切點坐標為,由題意可得:,解得則直線與函數相切時斜率為,數形結合可知實數a的取值范圍是.綜上,答案為:或.2.(2022秋·遼寧大連·高三大連八中??茧A段練習)已知函數,且函數恰有個不同的零點,則實數的取值范圍是.【答案】【分析】作出函數的圖象,由題意可知,函數與直線的圖象有個交點,數形結合可得出關于實數的不等式,即可求得實數的取值范圍.【詳解】解:當時,,當時,,所以,函數在上的圖象可視為函數在上的圖象每次向右平移個單位后得到,①若函數的圖象恒在直線的下方時,則,則,則當時,函數無零點,且當時,,此時,函數無零點,不合乎題意;②若函數的圖象與直線相切,對于方程,即,,解得,此時,當時,,此時,函數只有一個零點,不合乎題意;③若時,如下圖所示:由圖象可知,函數與函數在上的圖象有個交點,若使得函數有個零點,則,解得,此時;④當時,由圖象可知,函數與函數在上的圖象只有個交點,函數與函數在上的圖象必有個交點,此時,函數有個零點,合乎題意.綜上所述,實數的取值范圍是.故答案為:.【提分秘籍】利用導數解決函數零點問題的方法:(1)直接法:先對函數求導,根據導數的方法求出函數的單調區(qū)間與極值,根據函數的基本性質作出圖象,然后將問題轉化為函數圖象與軸的交點問題,突出導數的工具作用,體現了轉化與化歸思想、數形結合思想和分類討論思想的應用;(2)構造新函數法:將問題轉化為研究兩函數圖象的交點問題;(3)參變量分離法:由分離變量得出,將問題等價轉化為直線與函數的圖象的交點問題.【變式演練】1.(2023·天津濱海新·統(tǒng)考三模)已知函數,若函數在上恰有三個不同的零點,則的取值范圍是.【答案】【分析】根據函數與方程之間的關系轉化兩個函數圖象交點個數問題,利用分段函數的表達式,結合題意將其轉化為二次函數根的分布問題,利用數形結合進行求解即可.【詳解】當時,,因為恰有三個不同的零點,函數在上恰有三個不同的零點,即有三個解,而無解,故.當時,函數在上恰有三個不同的零點,即,即與的圖象有三個交點,如下圖,當時,與必有1個交點,所以當時,有2個交點,即,即令在內有兩個實數解,,
當時,函數在上恰有三個不同的零點,即,即與的圖象有三個交點,如下圖,
當時,必有1個交點,當時,與有2個交點,所以,即在上有根,令故,解得:.綜上所述:的取值范圍是.故答案為:.2.(2020春·陜西西安·高三交大附中分校??茧A段練習)已知函數,若函數恰有4個零點,則實數的取值范圍是.【答案】或【分析】先結合的解析式分析的圖像,再將問題轉化為和的圖像在上有四個交點,結合圖象,分析得它們有四個交點的情況,從而得解.【詳解】因為,當時,,則開口向下,對稱軸為,所以在上單調遞增,在上單調遞減,且,,當時,,,則開口向下,對稱軸為,當時,,,則開口向下,對稱軸為,所以在上單調遞增,,因為函數恰有4個零點,所以和的圖像在上有四個交點,又易得過定點,所以和的圖像在上的圖像大致如下:結合圖像可知,當時,與的圖像沒有交點,不滿足題意;當時,隨著的增大,直到經過時,與的圖像都有四個交點,此時,故;當增大到與的圖像在上相切時,它們也有四個交點,聯(lián)立,消去,得,令,即,即,解得或(舍去);綜上:或.故答案為:或.3.(2023·高三課時練習)已知函數,若函數恰有三個零點,則實數的取值范圍是.【答案】【分析】根據導函數研究函數的單調性,從而畫出的圖象,函數恰有三個零點,可轉化為函數與有三個交點,數形結合求出與,相切的直線斜率,從而求出的取值范圍.【詳解】當時,,,在上恒成立,且在時,等號成立,所以在上單調遞增,且,當時,單調遞減,且,函數恰有三個零點,可轉化為函數與有三個交點,畫出的圖象,所圖所示:設直線與,相切時切點為,則,又根據斜率公式可得:,所以,解得:或,當時,,當時,,所以要想函數與有三個交點,直線斜率要介于兩切線斜率之間,故故答案為:【題型十三】切線型折線零點求參【典例分析】1.(2021秋·湖北武漢·高三華中科技大學附屬中學??迹┮阎瘮担嫌袃蓚€不同的零點,則的取值范圍;【答案】【分析】函數在上有兩個不同的零點可化為與在上有兩個不同的交點,作函數圖象求解.【詳解】函數在上有兩個不同的零點可化為與在上有兩個不同的交點,作函數與的圖象如下,結合圖象可知,函數的右半部分與函數相交于兩個不同交點,而左半部分不能與函數相交;當直線與相切時為一個臨界值,設切點為,此時,則;解得;故斜率;故當直線與相切時為另一個臨界值,設切點為,此時,則;解得;故斜率故故答案為:2.(2023·全國·高三專題練習)已知函數,若函數有且只有個零點,則實數的取值范圍是.【答案】【分析】畫出函數圖像,的圖像是在軸下方的部分向上翻折形成,考慮,,三種情況,根據相切計算斜率,結合圖像得到答案.【詳解】的圖像是在軸下方的部分向上翻折形成,畫出函數圖像,如圖所示:當時,,有兩個零點,不滿足;當時,過點,與相切與點,,故,即,解得,,根據圖像知當時,有且只有個零點;當時,,過點,與相切與點,,故,即,解得,,根據圖像知,當,即時,有且只有個零點;綜上所述:當時,有且只有個零點.故答案.【變式演練】1.(2023春·天津·高二天津市西青區(qū)楊柳青第一中學校聯(lián)考期末)已知函數,若函數有三個零點,則實數的取值范圍是.【答案】【分析】數形結合,分析與的交點個數為3時實數的取值范圍即可.【詳解】由題意,函數有三個零點即有三個解,即與的交點個數為3.作出與的圖象,易得當時不成立,故.當時與必有一個交點,則當有2個交點.當時,因為恒過定點,此時與或有2個交點.①當與有2個交點時,考慮臨界條件,當與相切時,.設切點,則,解得,此時切點,;又最高點為,故此時.故.②當與有2個交點時,考慮臨界條件,當與相切時,,即,此時,即,解得,由圖可得,故.此時綜上故答案為:.2.(2022·全國·高三專題練習)已知函數對于任意,都有,且當時,.若函數恰有3個零點,則的取值范圍是.【答案】【分析】把函數零點問題轉化為函數圖像交點問題,由,可以畫出函數以及,根據的情況分類討論,結合函數圖像的交點,即可得解.【詳解】由對任意都成立,所以函數的圖像關于直線對稱,先作出函數在上的圖像,再作出這部分圖像關于直線對稱的圖像,得函數的圖像,如圖所示:令,得,令,則函數的零點個數即函數的圖像與函數的圖像的交點個數,因為,所以的圖像關于軸對稱,且恒過定點,當函數的圖像過點時,,過點作函數的圖像的切線,設切點為處的切線方程為,又切線過點,所以,所以切線的斜率為,即當時,的圖像與函數的圖像相切,由圖可知,當且僅當時,和恰有3個交點,即恰三個零點.故答案為:3.(2020·江蘇鎮(zhèn)江·統(tǒng)考三模)已知函數,若函數有三個零點,則實數k的取值范圍是.【答案】【分析】先作圖,再求分界線對應k的值,結合圖象確定取值范圍.【詳解】作與圖象,由得由得,對應圖中分界線①;由過點得,對應圖中分界線②;當與相切于時,因為,所以,對應圖中分界線③;因為函數有三個零點,所以實數k的取值范圍是故答案為:【題型十四】類周期型函數零點求參【典例分析】1.(2021秋·四川成都·高三四川省成都市玉林中學??计谥校┮阎液瘮登∮?個不同的零點,則實數的取值范圍是.【答案】【分析】函數恰有3個不同的零點,即方程恰有3個不同的實數根,即函數的圖象與函數的圖象恰有3個不同的的交點.在同一坐標系內畫出函數的圖象與函數的圖象,數形結合求解.【詳解】在同一坐標系內畫出函數的圖象與函數的圖象,如圖所示由圖可知,.直線的方程為,由,得,,設方程的兩根為,則,,直線與函數的圖象有兩個交點.由題意,函數的圖象與函數的圖象恰有3個不同的的交點,由圖可得或,或,所以實數的取值范圍是.故答案為:.2.(2020·全國·高三專題練習)已知定義域為的函數滿足:當時,,且對任意的恒成立,若函數在區(qū)間內有6個零點,則實數的取值范圍是.【答案】【解析】若函數在區(qū)間內有6個零點,則與的圖象在區(qū)間內有6個交點.畫出函數的圖象,數形結合可得答案.【詳解】對恒成立,函數的周期為2.又當時,函數的圖象如下圖所示:令函數,則,若函數在區(qū)間內有6個零點,則與的圖象在區(qū)間內有6個交點.恒過點,過,點的直線斜率為,過,點的直線斜率為,根據圖象可得:故答案為:【提分秘籍】上下平移【變式演練】1.(2020·江蘇·高三專題練習)已知函數如果函數恰有2個不同的零點,那么實數的取值范圍是.【答案】【解析】根據題意,分析函數的解析式,作出其在區(qū)間,上的圖象,而的函數圖象是過定點的直線;若函數恰有2個不同的零點,則函數與直線有2個交點,結合圖象分析可得答案.【詳解】解:根據題意,由函數的解析式,在區(qū)間,上,;當時,,,則區(qū)間,上,;當時,,,則區(qū)間,上,;當時,,,則區(qū)間,上,;當時,,,則區(qū)間,上,,在區(qū)間,,,其圖象如圖:的函數圖象是過定點的直線,若函數恰有2個不同的零點,則函數與直線有2個交點,當直線經過點,可得,即有,滿足題意;當直線經過點,可得;當直線經過點,可得,即有,滿足題意.綜上可得的范圍是.故答案為:.2.(2022·四川成都·成都七中??既#τ诤瘮?,有下列4個命題:①任取,都有恒成立;②,對于一切恒成立;③函數有3個零點;④對任意,不等式恒成立.則其中所有真命題的序號是.【答案】①③④【分析】因為,定義域為,以長度為變化區(qū)間的正弦類型的曲線,且當時,后面每個周期都是前一個周期振幅的,根據相應性質判斷命題即可求得答案.【詳解】對于①,如圖:任取當,當,,,,恒成立故①正確.對于②,,故②錯誤.對于③,的零點的個數問題,分別畫出和的圖像如圖:和圖像由三個交點.的零點的個數為:.故③正確.對于④,設,
,令在,可得:當時,,,,若任意,不等式恒成立,即,可得求證:當,,化簡可得:設函數,則當時,單調遞增,可得即:綜上所述,對任意,不等式恒成立.故④正確.3.(2023·全國·高三專題練習)已知函數,如果函數恰有三個不同的零點,那么實數的取值范圍是【答案】【分析】先求出函數的解析式,作出函數的圖象,由題得有三個不同的實根,數形結合分析得到實數k的取值范圍.【詳解】當1<x≤2時,f(x)=-x+2,當時,1<2x≤2,所以f(x)=,當時,<2x≤1,所以f(x)=,當時,<2x≤,所以f(x)=,當時,<2x≤,所以f(x)=,所以函數的圖象為:
其圖象為線段PA,EB,GC,HD,,(不包括上端點A,B,C,D,)直線y=k(x-1)表示過定點P(1,0)的直線系,由題得C(),D(),當直線在PD(可以取到)和直線PC(不能取到)之間時,直線和函數f(x)的圖象有三個不同的交點,由題得.所以k的取值范圍為.故答案為高考真題對點練一、單選題1.(2023·全國·統(tǒng)考高考真題)函數存在3個零點,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】寫出,并求出極值點,轉化為極大值大于0且極小值小于0即可.【詳解】,則,若要存在3個零點,則要存在極大值和極小值,則,令,解得或,且當時,,當,,故的極大值為,極小值為,若要存在3個零點,則,即,解得,故選:B.2.(2022·全國·統(tǒng)考高考真題)設函數在區(qū)間恰有三個極值點、兩個零點,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】由的取值范圍得到的取值范圍,再結合正弦函數的性質得到不等式組,解得即可.【詳解】解:依題意可得,因為,所以,要使函數在區(qū)間恰有三個極值點、兩個零點,又,的圖象如下所示:
則,解得,即.故選:C.3.(2021·天津·統(tǒng)考高考真題)設,函數,若在區(qū)間內恰有6個零點,則a的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】A【分析】由最多有2個根,可得至少有4個根,分別討論當和時兩個函數零點個數情況,再結合考慮即可得出.【詳解】最多有2個根,所以至少有4個根,由可得,由可得,(1)時,當時,有4個零點,即;當,有5個零點,即;當,有6個零點,即;(2)當時,,,當時,,無零點;當時,,有1個零點;當時,令,則,此時有2個零點;所以若時,有1個零點.綜上,要使在區(qū)間內恰有6個零點,則應滿足或或,則可解得a的取值范圍是.4.(2020·天津·統(tǒng)考高考真題)已知函數若函數恰有4個零點,則的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】D【分析】由,結合已知,將問題轉化為與有個不同交點,分三種情況,數形結合討論即可得到答案.【詳解】注意到,所以要使恰有4個零點,只需方程恰有3個實根即可,令,即與的圖象有個不同交點.因為,當時,此時,如圖1,與有個不同交點,不滿足題意;當時,如圖2,此時與恒有個不同交點,滿足題意;當時,如圖3,當與相切時,聯(lián)立方程得,令得,解得(負值舍去),所以.綜上,的取值范圍為.故選:D.【點晴】本題主要考查函數與方程的應用,考查數形結合思想,轉化與化歸思想,是一道中檔題.5.(2019·浙江·高考真題)已知,函數,若函數恰有三個零點,則A.B.C. D.【答案】C【分析】當時,最多一個零點;當時,,利用導數研究函數的單調性,根據單調性畫函數草圖,根據草圖可得.【詳解】當時,,得;最多一個零點;當時,,,當,即時,,在,上遞增,最多一個零點.不合題意;當,即時,令得,,函數遞增,令得,,函數遞減;函數最多有2個零點;根據題意函數恰有3個零點函數在上有一個零點,在,上有2個零點,如圖:且,解得,,.故選.6.(2014·重慶·高考真題)已知函數內有且僅有兩個不同的零點,則實數的取值范圍是A.B.C. D.【答案】A【詳解】試題分析:令,分別作出與的圖像如下,由圖像知是過定點的一條直線,當直線繞著定點轉動時,與圖像產生不同的交點.當與相切時,設切點為,由,則切線方程為,則,解得,此時當直線在軸和直線及切線和直線之間時,與圖像產生兩個交點,此時或故答案選.7.(2014·全國·高考真題)已知函數,若存在唯一的零點,且,則的取值范圍是A. B. C. D.【答案】C【詳解】試題分析:當時,,函數有兩個零點和,不滿足題意,舍去;當時,,令,得或.時,;時,;時,,且,此時在必有零點,故不滿足題意,舍去;當時,時,;時,;時,,且,要使得存在唯一的零點,且,只需,即,則,選C.考點:1、函數的零點;2、利用導數求函數的極值;3、利用導數判斷函數的單調性.8.(2018·全國·高考真題)已知函數.若g(x)存在2個零點,則a的取值范圍是A.[–1,0) B.[0,+∞) C.[–1,+∞) D.[1,+∞)【答案】C【詳解】分析:首先根據g(x)存在2個零點,得到方程有兩個解,將其轉化為有兩個解,即直線與曲線有兩個交點,根據題中所給的函數解析式,畫出函數的圖像(將去掉),再畫出直線,并將其上下移動,從圖中可以發(fā)現,當時,滿足與曲線有兩個交點,從而求得結果.詳解:畫出函數的圖像,在y軸右側的去掉,再畫出直線,之后上下移動,可以發(fā)現當直線過點A時,直線與函數圖像有兩個交點,并且向下可以無限移動,都可以保證直線與函數的圖像有兩個交點,即方程有兩個解,也就是函數有兩個零點,此時滿足,即,故選C.9.(2015·天津·高考真題)已知函數,函數,其中,若函數恰有4個零點,則的取值范圍是()A. B. C. D.【答案】D【詳解】函數恰有4個零點,即方程,即有4個不同的實數根,即直線與函數的圖象有四個不同的交點.又做出該函數的圖象如圖所示,由圖得,當時,直線與函數的圖象有4個不同的交點,故函數恰有4個零點時,b的取值范圍是故選D.10.(2013·重慶·高考真題)若,則函數的兩個零點分別位于區(qū)間A.和內 B.和內C.和內 D.和內【答案】A【詳解】試題分析:,所以有零點,排除B,D選項.當時,恒成立,沒有零點,排除C,故選A.另外,也可知內有零點.考點:零點與二分法.【思路點晴】如果函數在區(qū)間上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線,且有·,那么,函數在區(qū)間內有零點,即存在使得,這個也就是方程的根.注意以下幾點:①滿足條件的零點可能不唯一;②不滿足條件時,也可能有零點.③由函數在閉區(qū)間上有零點不一定能推出·,如圖所示.所以·是在閉區(qū)間上有零點的充分不必要條件.二、填空題11.(2023·天津·統(tǒng)考高考真題)若函數有且僅有兩個零點,則的取值范圍為.【答案】【分析】根據絕對值的意義,去掉絕對值,求出零點,再根據根存在的條件即可判斷的取值范圍.【詳解】(1)當時,,即,若時,,此時成立;若時,或,若方程有一根為,則,即且;若方程有一根為,則,解得:且;若時,,此時成立.(2)當時,,即,若時,,顯然不成立;若時,或,若方程有一根為,則,即;若方程有一根為,則,解得:;若時,,顯然不成立;綜上,當時,零點為,;當時,零點為,;當時,只有一個零點;當時,零點為,;當時,只有一個零點;當時,零點為,;當時,零點為.所以,當函數有兩個零點時,且.故答案為:.12.(2022·天津·統(tǒng)考高考真題)設,對任意實數x,記.若至少有3個零點,則實數的取值范圍為.【答案】【分析】設,,分析可知函數至少有一個零點,可得出,求出的取值范圍,然后對實數的取值范圍進行分類討論,根據題意可得出關于實數的不等式,綜合可求得實數的取值范圍.【詳解】設,,由可得.要使得函數至少有個零點,則函數至少有一個零點,則,解得或.①當時,,作出函數、的圖象如下圖所示:此時函數只有兩個零點,不合乎題意;②當時,設函數的兩個零點分別為、,要使得函數至少有個零點,則,所以,,解得;③當時,,作出函數、的圖象如下圖所示:由圖可知,函數的零點個數為,合乎題意;④當時,設函數的兩個零點分別為、,要使得函數至少有個零點,則,可得,解得,此時.綜上所述,實數的取值范圍是.故答案為:.13.(2021·北京·統(tǒng)考高考真題)已知函數,給出下列四個結論:①若,恰有2個零點;②存在負數,使得恰有1個零點;③存在負數,使得恰有3個零點;④存在正數,使得恰有3個零點.其中所有正確結論的序號是.【答案】①②④【分析】由可得出,考查直線與曲線的左、右支分別相切的情形,利用方程思想以及數形結合可判斷各選項的正誤.【詳解】對于①,當時,由,可得或,①正確;對于②,考查直線與曲線相切于點,對函數求導得,由題意可得,解得,所以,存在,使得只有一個零點,②正確;對于③,當直線過點時,,解得,所以,當時,直線與曲線有兩個交點,若函數有三個零點,則直線與曲線有兩個交點,直線與曲線有一個交點,所以,,此不等式無解,因此,不存在,使得函數有三個零點,③錯誤;對于④,考查直線與曲線相切于點,對函數求導得,由題意可得,解得,所以,當時,函數有三個零點,④正確.故答案為:①②④.最新模考真題一、單選題1.(2023·貴州貴陽·校聯(lián)考三模)已知函數,其中,若在區(qū)間內恰好有4個零點,則a的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據參數的范圍,討論兩段函數的零點情況,利用二次函數與三角函數的圖象與性質,結合端點滿足的條件,即可求解.【詳解】由函數,其中,當時,對任意,函數在內最多有1個零點,不符題意,所以,當時,,由可得或,則在上,有一個零點,所以在內有3個零點,即在內有3個零點,因為,所以,,所以,解得,綜上所述,實數的取值范圍為.故選:C.2.(2023·福建福州·福州四中校考模擬預測)已知函數,若有且僅有兩個零點,則實數的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】將題意轉化為與存在兩個交點,令,對求導,令或者,求出斜率為的切線方程,即可求出兩條切線在軸上的截距,可得實數的取值范圍.【詳解】解析:由可知,即與存在兩個交點,令,則,令,解得:,令,解得,所以在上單調遞增,在上單調遞減,令,解得,則在處的切線方程為;令,解得,則在處的切線方程為,所以與的圖象如下表:
且這兩條切線在軸上的截距分別為實數的取值范圍為.故選:A.3.(2023·江蘇鎮(zhèn)江·揚中市第二高級中學??寄M預測)函數,若有個零點,則的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】D【分析】由可得出或,數形結合可知直線與函數的圖象有兩個交點,從而可知直線與函數有兩個零點,結合圖形可得出實數的取值范圍.【詳解】由,可得,解得或,如下圖所示:
由圖可知,直線與函數的圖象有兩個交點,又因為函數有四個零點,故直線與函數有兩個零點,且,所以,且,因此,實數的取值范圍是.故選:D.4.(2023·陜西商洛·鎮(zhèn)安中學??寄M預測)已知函數,,記函數,若函數恰有三個不同的零點,且,則的最大值為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據已知條件畫出函數圖像,得到與的交點的橫坐標一個在上,另一個在上,轉化為研究,的最值問題,利用導數研究即可解決.【詳解】由的解析式,可知在上單調遞增,且值域為,在上單調遞增,且值域為,函數的圖像如圖所示,所以在的值域上,任意函數值都有兩個值與之對應,在值域上,任意函數值都有一個值與之對應.要使恰有三個不同的零點,則與的交點的橫坐標一個在上,另一個在上,由的圖像開口向上且對稱軸為,易知,此時,且,結合的圖像及,得,則,所以,且,令,,則.當時,單調遞增;當時,單調遞減.所以,故的最大值為.5.(2024·安徽黃山·屯溪一中校考模擬預測)已知函數,若函數有三個零點,則實數的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】C【分析】作出函數與函數的圖像,討論曲線與曲線,相切以及過點的情況,求出對應的實數的值,利用數形結合思想可求得的取值范圍.【詳解】作出與的圖像,如圖所示,
由,整理得,當直線與圓相切時,則,解得,對應圖中分界線①的斜率;再考慮直線與曲線相切,設切點坐標為,對函數求導得,則所求切線的斜率為,所求切線即直線方程為,直線過定點,將代入切線方程得,解得,所以切點坐標為,所以,對應圖中分界線③的斜率;當直線過點時,則,解得,對應圖中分界線②的斜率.由于函數有三個零點,由圖可知,實數的范圍為.故選:C6.(2023·全國·模擬預測)設函數,則(
)A.若在區(qū)間(-2,-1)和(-1,0)都有零點,則在區(qū)間(0,1)也有零點B.若在區(qū)間(-2,-1)和(-1,0)都有零點,則在區(qū)間(0,1)沒有零點C.若在區(qū)間(-2,-1)和(-1,0)都沒有零點,則在區(qū)間(0,1)有零點D.若在區(qū)間(-2,-1)和(-1,0)都沒有零點,則在區(qū)間(0,1)也沒有零點【答案】A【分析】函數分段去絕對值,利用導數分類討論函數單調性,根據零點存在定理判斷零點所在區(qū)間.【詳解】去絕對值可得.時,,因此函數在單調遞增;時,.(i)時,,因此在單調遞增.當時,,,因此在區(qū)間有零點,且在區(qū)間和都沒有零點;當時,,故在區(qū)間和都沒有零點,故C選項和D選項均錯誤.(ii)時,令得,因此函數在區(qū)間單調遞減,在單調遞增.當時,.(1)時,在區(qū)間存在唯一零點,而在區(qū)間沒有零點.(2)時,在區(qū)間沒有零點.當時,.①時,,因此在區(qū)間和都有零點,此時,故在區(qū)間也有零點.②時,在區(qū)間沒有零點.綜上所述,本題正確答案是A.故選:A7.(2023·山東濟南·統(tǒng)考三模)已知函數若函數有四個不同的零點,則實數的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】將函數有四個不同的零點,轉化為函數與圖象由四個交點,再數形結合即可
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