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第06講函數(shù)與方程(核心考點精講精練)1.4年真題考點分布4年考情考題示例考點分析關(guān)聯(lián)考點2023年新I卷,第15題,5分根據(jù)函數(shù)零點的個數(shù)求參數(shù)范圍余弦函數(shù)圖象的應(yīng)用2.命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的命題載體內(nèi)容,通常會結(jié)合其他知識點考查,需要掌握函數(shù)零點的定義,難度中等偏下,分值為5分【備考策略】1.結(jié)合學(xué)過的函數(shù)圖象,了解函數(shù)的零點與方程解的關(guān)系,會判斷函數(shù)零點所在區(qū)間及零點個數(shù)2.結(jié)合具體連續(xù)函數(shù)及其圖象的特點,了解函數(shù)零點存在定理3.了解用二分法求方程的近似解,能借助計算工具用二分法求方程近似解【命題預(yù)測】本節(jié)內(nèi)容通常以函數(shù)為載體,考查函數(shù)零點,是新高考復(fù)習(xí)的重要內(nèi)容知識講解函數(shù)的零點一般的,對于函數(shù),我們把方程的實數(shù)根叫作函數(shù)的零點。零點存在性定理如果函數(shù)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(shù)在區(qū)間內(nèi)必有零點,即,使得注:零點存在性定理使用的前提是在區(qū)間連續(xù),如果是分段的,那么零點不一定存在函數(shù)單調(diào)性對零點個數(shù)的影響如果一個連續(xù)函數(shù)是單調(diào)函數(shù),那么它的零點至多有一個。因此分析一個函數(shù)零點的個數(shù)前,可嘗試判斷函數(shù)是否單調(diào)4、幾個“不一定”與“一定”(假設(shè)在區(qū)間連續(xù))(1)若,則“一定”存在零點,但“不一定”只有一個零點。要分析的性質(zhì)與圖象,如果單調(diào),則“一定”只有一個零點(2)若,則“不一定”存在零點,也“不一定”沒有零點。如果單調(diào),那么“一定”沒有零點(3)如果在區(qū)間中存在零點,則的符號是“不確定”的,受函數(shù)性質(zhì)與圖象影響。如果單調(diào),則一定小于05、零點與單調(diào)性配合可確定函數(shù)的符號是一個在單增連續(xù)函數(shù),是的零點,且,則時,;時,6、判斷函數(shù)單調(diào)性的方法(1)可直接判斷的幾個結(jié)論:①若為增(減)函數(shù),則也為增(減)函數(shù)②若為增函數(shù),則為減函數(shù);同樣,若為減函數(shù),則為增函數(shù)③若為增函數(shù),且,則為增函數(shù)(2)復(fù)合函數(shù)單調(diào)性:判斷的單調(diào)性可分別判斷與的單調(diào)性(注意要利用的范圍求出的范圍),若,均為增函數(shù)或均為減函數(shù),則單調(diào)遞增;若,一增一減,則單調(diào)遞減(此規(guī)律可簡記為“同增異減”)(3)利用導(dǎo)數(shù)進行判斷——求出單調(diào)區(qū)間從而也可作出圖象7、證明零點存在的步驟(1)將所證等式中的所有項移至等號一側(cè),以便于構(gòu)造函數(shù)(2)判斷是否要對表達式進行合理變形,然后將表達式設(shè)為函數(shù)(3)分析函數(shù)的性質(zhì),并考慮在已知范圍內(nèi)尋找端點函數(shù)值異號的區(qū)間(4)利用零點存在性定理證明零點存在考點一、求函數(shù)的零點1.(2022·安徽宣城·統(tǒng)考二模)已知數(shù)列{an}為等差數(shù)列,若a1,a6為函數(shù)的兩個零點,則a3a4=(
)A.-14 B.9 C.14 D.20【答案】D【分析】由韋達定理得a1+a6=9,a1a6=14,解得a1=2,a6=7,或a1=7,a6=2,分類討論即可得到答案.【詳解】∵等差數(shù)列{an}中,a1,a6為函數(shù)的兩個零點,∴a1=2,a6=7,或a1=7,a6=2,當(dāng)a1=2,a6=7時,,a3=4,a4=5,所以a3a4=20.當(dāng)a1=7,a6=2時,,a3=5,a4=4,所以a3a4=20.故選:D.【點睛】本題考查等差數(shù)列基本量的計算,涉及到函數(shù)的零點問題,考查學(xué)生的基本計算能力,是一道容易題.2.(2023·吉林·通化市第一中學(xué)校校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知是函數(shù)的一個零點,則的值為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】由題可得,然后根據(jù)二倍角公式結(jié)合齊次式即得.【詳解】因為是函數(shù)的一個零點,所以,即,故,則.故選:D.1.(2023·北京·統(tǒng)考模擬預(yù)測)的零點為________.【答案】【解析】解方程,即可得出答案.【詳解】令,則或,解得故答案為:2.(2023·江蘇鎮(zhèn)江·江蘇省鎮(zhèn)江中學(xué)??寄M預(yù)測)已知函數(shù)的零點為,函數(shù)的零點為,則______.【答案】2【分析】根據(jù)零點的定義,等價轉(zhuǎn)化為兩個函數(shù)求交點,根據(jù)反函數(shù)的定義,結(jié)合對稱性,可得答案.【詳解】由,得,函數(shù)與互為反函數(shù),在同一坐標系中分別作出函數(shù),,的圖象,如圖所示,則,,由反函數(shù)性質(zhì)知A,B關(guān)于對稱,則,.故答案為:.考點二、求函數(shù)零點或方程根或圖象交點個數(shù)1.(湖南·高考真題)函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象的交點個數(shù)為A.3 B.2 C.1 D.0【答案】B【詳解】由已知g(x)=(x-2)2+1,所以其頂點為(2,1),又f(2)=2ln2∈(1,2),可知點(2,1)位于函數(shù)f(x)=2lnx圖象的下方,故函數(shù)f(x)=2lnx的圖象與函數(shù)g(x)=x2-4x+5的圖象有2個交點.2.(全國·高考真題)函數(shù)在的零點個數(shù)為A.2 B.3 C.4 D.5【答案】B【解析】令,得或,再根據(jù)x的取值范圍可求得零點.【詳解】由,得或,,.在的零點個數(shù)是3,故選B.【點睛】本題考查在一定范圍內(nèi)的函數(shù)的零點個數(shù),滲透了直觀想象和數(shù)學(xué)運算素養(yǎng).采取特殊值法,利用數(shù)形結(jié)合和方程思想解題.3.(北京·高考真題)函數(shù)的零點個數(shù)為A.0 B.1 C.2 D.3【答案】B【詳解】函數(shù)的零點,即令,根據(jù)此題可得,在平面直角坐標系中分別畫出冪函數(shù)和指數(shù)函數(shù)的圖像,可得交點只有一個,所以零點只有一個,故選B【考點定位】本小題表面上考查的是零點問題,實質(zhì)上考查的是函數(shù)圖象問題,該題涉及到的圖像為冪函數(shù)和指數(shù)函數(shù)1.(湖南·高考真題)函數(shù)的圖象和函數(shù)的圖象的交點個數(shù)是A.1 B.2 C.3 D.4【答案】C【詳解】試題分析:解:在同一坐標系中畫出函數(shù)的圖象和函數(shù)g(x)=log2x的圖象,如下圖所示:由函數(shù)圖象得,兩個函數(shù)圖象共有3個交點,故選C.考點:1.函數(shù)的圖象與圖象變化;2.零點個數(shù).2.(2023·山東濰坊·統(tǒng)考模擬預(yù)測)函數(shù)在區(qū)間上的零點個數(shù)是(
)A.3 B.4 C.5 D.6【答案】A【分析】函數(shù)在區(qū)間上的零點的個數(shù),轉(zhuǎn)化為方程在區(qū)間上的根的個數(shù).【詳解】求函數(shù)在區(qū)間上的零點個數(shù),轉(zhuǎn)化為方程在區(qū)間上的根的個數(shù).由,得或,解得:或或,所以函數(shù)在區(qū)間上的零點個數(shù)為3.故選:A.3.(2023·廣東肇慶·??寄M預(yù)測)已知函數(shù)滿足,當(dāng)時,,則在上的零點個數(shù)為(
)A.4 B.6 C.8 D.9【答案】D【分析】由題意可得函數(shù)的周期為,令可知當(dāng)時,有兩個零點,又因為,即可得出在上的零點個數(shù).【詳解】因為函數(shù)滿足,所以,所以函數(shù)的周期為,當(dāng)時,,令,解得:或或(舍去),所以當(dāng)時,有兩個零點,所以在上的零點個數(shù)為,又因為,所以在上的零點個數(shù)為個.故選:D.4.(2023·福建福州·福建省福州第一中學(xué)校考模擬預(yù)測)已知函數(shù)在函數(shù)的零點個數(shù)__________.【答案】4【分析】直接解方程即可得,注意首先把作為整體求解,即相當(dāng)于解方程,設(shè)其解為(可能多于一個),然后再解方程.【詳解】當(dāng)時,,,,,當(dāng)時,由,得;由,得,同理當(dāng)時,或,所以共有四個解,因此零點個數(shù)為4個,故答案為:4.【點睛】本題考查求函數(shù)零點個數(shù),解題方法是解方程法.直接解方程即可得.注意分段函數(shù)需要分段求解.5.(全國·高考真題)函數(shù)在的零點個數(shù)為________.【答案】【分析】方法一:求出的范圍,再由函數(shù)值為零,得到的取值即得零點個數(shù).【詳解】[方法一]:【最優(yōu)解】由題可知,或解得,或故有3個零點.故答案為:.方法二:令,即,解得,,分別令,得,所以函數(shù)在的零點的個數(shù)為3.故答案為:.【整體點評】方法一:先求出的范圍,再根據(jù)余弦函數(shù)在該范圍內(nèi)的零點,從而解出,是該題的最優(yōu)解;方法二:先求出函數(shù)的所有零點,再根據(jù)題中范圍限制,找出符合題意的零點.6.(湖北·高考真題)函數(shù)的零點個數(shù)為_________.【答案】.【詳解】函數(shù)的零點個數(shù)等價于方程的根的個數(shù),即函數(shù)與的圖象交點個數(shù).于是,分別畫出其函數(shù)圖像如下圖所示,由圖可知,函數(shù)與的圖象有2個交點.考點三、用零點存在性定理判斷零點所在區(qū)間1.(全國·高考真題)在下列區(qū)間中,函數(shù)的零點所在的區(qū)間為()A. B. C. D.【答案】C【分析】先判斷函數(shù)在上單調(diào)遞增,由,利用零點存在定理可得結(jié)果.【詳解】因為函數(shù)在上連續(xù)單調(diào)遞增,且,所以函數(shù)的零點在區(qū)間內(nèi),故選C.【點睛】本題主要考查零點存在定理的應(yīng)用,屬于簡單題.應(yīng)用零點存在定理解題時,要注意兩點:(1)函數(shù)是否為單調(diào)函數(shù);(2)函數(shù)是否連續(xù).2.(北京·高考真題)已知函數(shù),在下列區(qū)間中,包含零點的區(qū)間是A. B. C. D.【答案】C【詳解】因為,,所以由根的存在性定理可知:選C.考點:本小題主要考查函數(shù)的零點知識,正確理解零點定義及根的存在性定理是解答好本類題目的關(guān)鍵.1.(2023·海南·模擬預(yù)測)函數(shù)的零點所在的大致區(qū)間為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)零點存在性定理即可計算求解.【詳解】在連續(xù)不斷,且單調(diào)遞減,,所以零點位于,故選:C2.(2023·云南昆明·昆明一中??寄M預(yù)測)函數(shù)的零點所在的區(qū)間為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】利用函數(shù)的零點存在定理判斷.【詳解】因為,,.所以函數(shù)的零點所在的區(qū)間為,故選:C3.(2023·重慶酉陽·重慶市酉陽第一中學(xué)校校考一模)函數(shù)的零點所在的區(qū)間是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】利用函數(shù)和的圖象,觀察交點橫坐標的范圍,然后利用零點存在定理判斷.【詳解】解:函數(shù),畫出與的圖象,如下圖:當(dāng)時,,當(dāng)時,,函數(shù)的零點所在的區(qū)間是.故選:D.4.(2023·廣東梅州·統(tǒng)考二模)用二分法求方程近似解時,所取的第一個區(qū)間可以是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】,判斷函數(shù)單調(diào)性,求出區(qū)間的端點的函數(shù)值,再根據(jù)零點的存在性定理即可得出答案.【詳解】令,因為函數(shù)在上都是增函數(shù),所以函數(shù)在上是增函數(shù),,所以函數(shù)在區(qū)間上有唯一零點,所以用二分法求方程近似解時,所取的第一個區(qū)間可以是.故選:B.考點四、根據(jù)零點區(qū)間或個數(shù)求參數(shù)范圍1.(2020·天津·統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù)若函數(shù)恰有4個零點,則的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】由,結(jié)合已知,將問題轉(zhuǎn)化為與有個不同交點,分三種情況,數(shù)形結(jié)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(dāng)時,此時,如圖1,與有個不同交點,不滿足題意;當(dāng)時,如圖2,此時與恒有個不同交點,滿足題意;當(dāng)時,如圖3,當(dāng)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(shù)與方程的應(yīng)用,考查數(shù)形結(jié)合思想,轉(zhuǎn)化與化歸思想,是一道中檔題.1.(2023·山西陽泉·統(tǒng)考三模)函數(shù)在區(qū)間存在零點.則實數(shù)m的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】利用函數(shù)的單調(diào)性的性質(zhì)及函數(shù)零點的存在性定理即可求解.【詳解】由在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞增,得函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,因為函數(shù)在區(qū)間存在零點,所以,即,解得,所以實數(shù)m的取值范圍是.故選:B.2.(2023·安徽滁州·??寄M預(yù)測)已知函數(shù)在區(qū)間上有零點,則實數(shù)m的取值范圍是________.【答案】【分析】先利用基本初等函數(shù)的單調(diào)性判斷得在上都單調(diào)遞增,再利用零點存在定理得到,解之即可得解.【詳解】因為與在上都單調(diào)遞增,所以在上單調(diào)遞增,因為在區(qū)間上有零點,所以,即,即,解得,所以實數(shù)m的取值范圍為.故答案為:.3.(2023·山東臨沂·統(tǒng)考一模)已知是函數(shù)的一個零點,且,則的最小值為________.【答案】【分析】將代入,構(gòu)造直線方程,運用點到直線的距離求解.【詳解】因為是的一個零點,,將看作直線上一個點的坐標,則原題就變?yōu)椋呵螽?dāng)時,點到原點的距離的平方的最小值,原點到直線的距離為,,令,,當(dāng)時,,是增函數(shù),在時,;故答案為:.4.(2023·湖南湘潭·統(tǒng)考二模)已知是函數(shù)的一個零點,且,則的最小值為__________.【答案】/.【分析】由題意得,設(shè)直線,則點是直線l上的一點,然后求出原點O到直線l的距離,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出其最小值即可.【詳解】由已知可得.不妨設(shè)直線,則點是直線l上的一點,原點O到直線l的距離,則,設(shè),在上遞減,在遞增可得,所以的最小值為.故答案為:【點睛】關(guān)鍵點點睛:此題考查導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用,考查函數(shù)與方程的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是設(shè)直線,則點是直線l上的一點,然后將問題轉(zhuǎn)化為則大于等于原點O到直線l的距離,再構(gòu)造函數(shù),求出其最小值即可,考查數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想和計算能力,屬于較難題.5.(2023·福建廈門·廈門一中校考模擬預(yù)測)已知函數(shù)在區(qū)間上存在零點,則的最小值為______.【答案】【分析】設(shè)零點為,將方程看作點在直線上,而的最小值代表含義即是直線到點的距離,根據(jù)點到直線距離公式列式求解即可.【詳解】設(shè)函數(shù)的零點為,則,則點在直線上.因為零點存在,則,即,令,,令,,當(dāng)時,,單調(diào)遞增,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,所以當(dāng)時,,所以,的最小值為.故答案為:【點睛】思路點睛:某函數(shù)出現(xiàn)零點與雙參數(shù)問題時,常見思路為將零點當(dāng)作常數(shù),則零點所對應(yīng)方程就成為關(guān)于雙參數(shù)的直線方程,將所求問題轉(zhuǎn)換為該直線與某點的位置關(guān)系問題進行求解.(注意:雖然零點在找直線方程時當(dāng)作常數(shù)看待,但得到問題所需解析式后,零點取值范圍將影響解析式取值范圍,這也就是零點范圍的作用.)6.(2023·浙江紹興·統(tǒng)考二模)已知函數(shù),若在區(qū)間上有零點,則的最大值為__________.【答案】【分析】設(shè),即可求出b,繼而求出的表達式,將看作主元,配方得,記,即可求解最大值.【詳解】設(shè),則,此時,則,令,當(dāng)時,,記,則,所以在上遞增,在上遞減,故,所以,所以的最大值為.故答案為:.【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題是雙參數(shù)函數(shù)的零點問題,第一步消參:通過設(shè)零點,代入方程,得到其中一個參數(shù)的表達式,第二步主元法求最值:將所求表達式通過主元法(關(guān)于另一個參數(shù))構(gòu)造函數(shù)求出最值,即可求解.【基礎(chǔ)過關(guān)】一、單選題1.(2023·云南昭通·校考模擬預(yù)測)函數(shù)的零點所在的區(qū)間是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】結(jié)合單調(diào)性和零點存在定理直接判斷即可.【詳解】易知為增函數(shù),又,,故零點所在的區(qū)間是.故選:B.2.(2023·江西·統(tǒng)考模擬預(yù)測)函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的零點個數(shù)是(
)A.2 B.3 C.4 D.5【答案】A【分析】利用輔助角公式可得,令,從而解得在的零點個數(shù).【詳解】由,得,又,所以,所以或解得或.所以函數(shù)在的零點個數(shù)是2.故選:A.3.(2023·廣西玉林·博白縣中學(xué)??寄M預(yù)測)已知函數(shù)是奇函數(shù),且,若是函數(shù)的一個零點,則(
)A. B.0 C.2 D.4【答案】D【分析】根據(jù)給定條件,利用奇函數(shù)、函數(shù)零點的定義,列式求解作答.【詳解】因為是函數(shù)的一個零點,則,于是,即,而函數(shù)是奇函數(shù),則有,所以.故選:D4.(2023·寧夏銀川·銀川一中??既#┖瘮?shù)在區(qū)間上存在零點,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】根據(jù)零點存在定理即可得,解出實數(shù)的取值范圍為.【詳解】由零點存在定理可知,若函數(shù)在區(qū)間上存在零點,顯然函數(shù)為增函數(shù),只需滿足,即,解得,所以實數(shù)的取值范圍是.故選:D5.(2023·云南紅河·彌勒市一中??寄M預(yù)測)已知關(guān)于的方程,存在兩個不同的實根,則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性與最值,利用數(shù)形結(jié)合的思想即可求解.【詳解】由題意可得,即在時有2個不同的解,設(shè),根據(jù)雙勾函數(shù)的性質(zhì)可知,在單調(diào)遞減,單調(diào)遞增,且,要使在時有2個不同的解,則,故選:D.6.(2023·河北·統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知函數(shù),若恰有兩個零點,則的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】將問題轉(zhuǎn)化為恰有兩個實數(shù)根,求導(dǎo)確定函數(shù)的單調(diào)性,進而畫出函數(shù)的圖象,結(jié)合函數(shù)圖象即可確定的取值.【詳解】恰有兩個零點,即恰有兩個實數(shù)根,由于,所以恰有兩個實數(shù)根等價于恰有兩個實數(shù)根,令,則,當(dāng)時,,故當(dāng)此時單調(diào)遞增,當(dāng),此時單調(diào)遞減,故當(dāng)時,取極小值也是最小值,且當(dāng)時,,當(dāng)時,,且單調(diào)遞增,在直角坐標系中畫出的大致圖象如圖:要使有兩個交點,則,故選:D7.(2023·湖南常德·常德市一中??寄M預(yù)測)設(shè)表示m,n中的較小數(shù).若函數(shù)至少有3個零點,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】分析可知函數(shù)至少有一個零點,可得出,求出的取值范圍,然后對實數(shù)的取值范圍進行分類討論,即可得出實數(shù)的取值范圍.【詳解】由題意可得有解,所以,解得或,當(dāng)時,必有,解得;當(dāng)時,必有,不等式組無解,綜上所述,,∴的取值范圍為.故選:A8.(2023·湖南邵陽·統(tǒng)考二模)已知函數(shù)若存在實數(shù),,,,滿足,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)分段函數(shù)的性質(zhì),畫出圖象,即可圖象以及函數(shù)的對稱性即可求解臨界位置,即可求解.【詳解】畫出的圖象如下圖:由題意可知,,由圖象可知關(guān)于直線對稱,所以,因此,當(dāng)時,,此時,當(dāng)時,,此時,當(dāng)存在,,,使得時,此時,故選:C9.(2023·湖南長沙·雅禮中學(xué)??寄M預(yù)測)已知函數(shù)的零點分別為,,…,(),則(
)A. B. C.0 D.2【答案】A【分析】由題意可得,所以的一個零點為0,令,求出的零點,即為零點,代入計算即可得答案.【詳解】令,則有,即,所以有,令,則,令,則有,即有,因為,所以,則,即有,當(dāng)時,等號成立,所以當(dāng)時,,所以共有3個零點,分別為0,,,所以.故選:A二、填空題10.(2023·遼寧葫蘆島·統(tǒng)考一模)請估計函數(shù)零點所在的一個區(qū)間______.【答案】【分析】根據(jù)零點存在性定理求解即可.【詳解】根據(jù)對數(shù)函數(shù)單調(diào)性的性質(zhì),函數(shù)為上的減函數(shù),函數(shù)的圖像在上為一條連續(xù)不斷的曲線,又,,所以函數(shù)零點所在的一個區(qū)間為.故答案為:.【能力提升】一、多選題1.(2023·河北·模擬預(yù)測)已知函數(shù),若函數(shù)恰好有4個不同的零點,則實數(shù)的取值可以是(
)A. B. C.0 D.2【答案】BC【分析】令,則,將函數(shù)的零點問題分解成兩個步驟完成,先求的值,再求x的值,結(jié)合函數(shù)圖象分析運算.【詳解】由題意可知:當(dāng)時,在上單調(diào)遞減,則;當(dāng)時,在上單調(diào)遞增,則;若函數(shù)恰好有4個不同的零點,令,則有兩個零點,可得:當(dāng)時,則,解得;當(dāng)時,則,可得;可得和均有兩個不同的實根,即與、均有兩個交點,不論與的大小關(guān)系,則,且,解得,綜上所述:實數(shù)的取值范圍為.且,故A、D錯誤,B、C正確.故選:BC.
【點睛】方法點睛:利用函數(shù)零點求參數(shù)值或取值范圍的方法(1)利用零點存在的判定定理構(gòu)建不等式求解.(2)分離參數(shù)后轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的值域(最值)問題求解.(3)轉(zhuǎn)化為兩熟悉的函數(shù)圖象的上、下關(guān)系問題,從而構(gòu)建不等式求解.2.(2023·廣東佛山·??寄M預(yù)測)設(shè)函數(shù)有4個零點,分別為,則下列說法正確的是(
)A. B.C.的取值與無關(guān) D.的最小值為10【答案】AD【分析】根據(jù)題意分析可得:原函數(shù)的4個零點可表示為直線與函數(shù)交點的橫坐標,結(jié)合圖象以及基本不等式逐項分析判斷.【詳解】令,可得:當(dāng)時,即,可得;當(dāng)時,即,可得,;當(dāng)時,即,可得,.原函數(shù)的4個零點可表示為直線與函數(shù)交點的橫坐標,對于選項A、C:如圖所示,是方程的兩個解,根據(jù)韋達定理可得:,即可知選項A成立,選項C不成立;對于選項B:因為,結(jié)合圖象可得,即可知選項B不成立;對于選項D:其中,則有,當(dāng)且僅當(dāng)時,成立,綜上所述:的最小值為10,選項D成立.故選:AD.
【點睛】方法點睛:利用函數(shù)零點求參數(shù)值或取值范圍的方法(1)利用零點存在的判定定理構(gòu)建不等式求解;(2)分離參數(shù)后轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的值域(最值)問題求解;(3)轉(zhuǎn)化為兩熟悉的函數(shù)圖象的上、下關(guān)系問題,從而構(gòu)建不等式求解.二、填空題3.(2023·山東泰安·統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知函數(shù)有三個不同的零點,其中有兩個正零點,則實數(shù)的取值范圍為____.【答案】【分析】依題意可得,顯然,兩邊取對數(shù)可得,令,,首先判斷函數(shù)的奇偶性,再利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,即可得到函數(shù)圖象,再數(shù)形結(jié)合即可得解.【詳解】由,得,因為不是的零點,等式兩邊同時取對數(shù)得,即,令,,則,所以為奇函數(shù),當(dāng)時,,所以所以當(dāng)時,,函數(shù)在上單調(diào)遞增,當(dāng)時,,函數(shù)在上單調(diào)遞減,
所以當(dāng)時函數(shù)取得極大值,即,又因為,當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以可得的圖象如下所示,
又因為有兩個正實根,所以.故答案為:4.(2023·吉林通化·梅河口市第五中學(xué)??寄M預(yù)測)已知函數(shù)在區(qū)間上存在零點,則的最小值為__________.【答案】【分析】設(shè)函數(shù)的零點為,則,則點在直線上,然后將問題轉(zhuǎn)化為點到直線的距離的最值問題,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求解可得.【詳解】設(shè)函數(shù)的零點為,則,則點在直線上.因為表示與的距離,所以則的最小值即為原點到直線的距離的最小值平方,即,令,令,當(dāng)時,單調(diào)遞增,當(dāng)時,單調(diào)遞減,所以當(dāng)時,,所以的最小值為.故答案為:5.(2023·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測)若函數(shù)與函數(shù)的圖象恰有三個不同的交點,其中交點的橫坐標成等差數(shù)列,則的取值范圍為__________.【答案】【分析】把兩個函數(shù)圖象有三個交點轉(zhuǎn)化為三次方程有三個根的問題,設(shè)出三個根,利用恒等式建立關(guān)系并求解作答.【詳解】依題意,方程,即有三個不等實根,設(shè)兩個函數(shù)圖象的三個交點的橫坐標,即方程的三個根為,于是,整理得,因此,則,即有,解得或,所以的取值范圍是..故答案為:【點睛】思路點睛:涉及給定兩個函數(shù)圖象交點橫坐標問題,可以等價轉(zhuǎn)化為方程實根問題,再結(jié)合方程思想求解即可.6.(2023·江蘇無錫·輔仁高中??寄M預(yù)測)設(shè)表示不超過的最大整數(shù),如.已知函數(shù)有且只有4個零點,則實數(shù)的取值范圍是___________.【答案】【分析】設(shè),利用導(dǎo)數(shù)求出在上的單調(diào)性與最值,再求出時的解析式,畫出圖象,數(shù)形結(jié)合即可求解.【詳解】設(shè),則有且只有4個根.當(dāng)時,,當(dāng)時,,函數(shù)單調(diào)遞減,當(dāng)時,,函數(shù)單調(diào)遞增,所以當(dāng)時,.當(dāng)時,,,當(dāng)時,,,故函數(shù)的圖象如圖所示:因為,由圖可知.故答案為:.7.(2023·福建廈門·統(tǒng)考模擬預(yù)測)函數(shù),當(dāng)時,的零點個數(shù)為_____________;若恰有4個零點,則的取值范圍是______________.【答案】1【分析】第一空:當(dāng)時、時可得答案;第二空:至多有2個零點,故在上至少有2個零點,所以;分、、討論結(jié)合圖象可得答案.【詳解】第一空:當(dāng)時,當(dāng)時,,解得;當(dāng)時,,無零點,故此時的零點個數(shù)是1;第二空:顯然,至多有2個零點,故在上至少有2個零點,所以;①若恰有2個零點,則,此時恰有兩個零點,所以,解得,此時;②若恰有3個零點,則,此時,所以恰有1個零點,符合要求;③當(dāng)時,,所以恰有1個零點,而至少有4個零點,此時至少有5個零點,不符合要求,舍去.綜上,或.故答案為:1;.【點睛】方法點睛:求零點的常用方法:①解方程;②數(shù)形結(jié)合;③零點存在定理;④單調(diào)+存在求零點個數(shù),復(fù)雜的函數(shù)求零點,先將復(fù)雜零點轉(zhuǎn)化為較簡單函數(shù)零點問題.8.(2023·山西陽泉·陽泉市第一中學(xué)校??寄M預(yù)測)已知函數(shù)的零點為,函數(shù)的零點為,給出以下三個結(jié)論:①;②;③.其中所有正確結(jié)論的序號為________.【答案】①③【分析】根據(jù)函數(shù)零點的定義結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性推出,可得.利用基本不等式可判斷①;結(jié)合二次函數(shù)單調(diào)性可判斷②;判斷出,即可推出,從而推出,即可判斷③.【詳解】由題意得,則,即和為的零點;而在R上單調(diào)遞增,且,在R上有且僅有一個零點,,又,①正確;又,而在上單調(diào)遞增,,②錯誤;,,則,而,故,即,③正確.綜上,所有正確結(jié)論的序號為①③,故答案為:①③【點睛】關(guān)鍵點睛:本題綜合性較強,涉及到函數(shù)零點以及單調(diào)性以及不等式證明相關(guān)知識,解答的關(guān)鍵在于根據(jù),變式為,從而推出和為的零點,再結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性,說明,以下問題則可順利解決.9.(2023·重慶萬州·重慶市萬州第三中學(xué)??寄M預(yù)測)已知函數(shù)若函數(shù)有八個不同的零點,從小到大依次為,,,,,,,,則的取值范圍為___________.【答案】【分析】由得,轉(zhuǎn)化為函數(shù)與的圖象有八個交點,畫出與的圖象,結(jié)合圖象進行分析求解.【詳解】由函數(shù)的解析式可知:時,,所以的圖象與在上的圖象關(guān)于直線對稱;時,,所以只需把在上的圖象向右平移6個單位即可得在上的圖象.由得,函數(shù)與的圖象如圖所示:
由,即有,由圖可知,,故,即,則,;由的圖象性質(zhì),有,,,,則,,所以,因為,,所以,而對勾函數(shù)在上單調(diào)遞減,所以,,,,故答案為:.【點睛】方法點睛:分段函數(shù)的有關(guān)零點的問題通常用數(shù)形結(jié)合的方法,畫函數(shù)圖象時常考慮用函數(shù)的圖象變換結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)(單調(diào)性、奇偶性、周期性)和函數(shù)圖象的對稱性.10.(2023·福建福州·福建省福州第一中學(xué)??级#┮阎瘮?shù)有三個零點,且,則__________.【答案】1【分析】令,由的圖象可得最多只有兩個解,所以由題意可知有兩解,且,由圖象可知有兩解,有一解,代入即可求出結(jié)果.【詳解】由,得,令,則,設(shè),則,當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以在上遞減,在上遞增,所以的圖象如圖所示,
由圖可知最多只有兩個解,若要有三解,則有兩解,且,因為函數(shù)有三個零點,且,所以由圖象可知有兩解,有一解,所以,故答案為:1【點睛】關(guān)鍵點點睛:此題考查函數(shù)與方程的綜合應(yīng)用,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是令,然后將問題轉(zhuǎn)化為有兩解,且有兩解,有一解,然后代入化簡即可,考查數(shù)形結(jié)合的思想,屬于較難題.【真題感知】一、單選題1.(天津·高考真題)函數(shù)f(x)=的零點所在的一個區(qū)間是A.(-2,-1) B.(-1,0) C.(0,1) D.(1,2)【答案】B【詳解】試題分析:因為函數(shù)f(x)=2+3x在其定義域內(nèi)是遞增的,那么根據(jù)f(-1)=,f(0)=1+0=1>0,那么函數(shù)的零點存在性定理可知,函數(shù)的零點的區(qū)間為(-1,0),選B.考點:本試題主要考查了函數(shù)零點的問題的運用.點評:解決該試題的關(guān)鍵是利用零點存在性定理,根據(jù)區(qū)間端點值的乘積小于零,得到函數(shù)的零點的區(qū)間.2.(山東·高考真題)設(shè)函數(shù)y=x3與y=的圖象的交點為(x0,y0),則x0所在的區(qū)間是(
)A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)【答案】B【解析】函數(shù)y=x3與y=的圖象的交點的橫坐標即為的零點,將問題轉(zhuǎn)化為確定函數(shù)的零點所在區(qū)間的問題,再由函數(shù)零點的存在性定理可得到答案.【詳解】設(shè),則是增函數(shù),又.所以,所以x0所在的區(qū)間是(1,2)故選:B【點睛】本題考查函數(shù)圖象的交點,考查函數(shù)的零點,解題的關(guān)鍵是構(gòu)建函數(shù),正確運用函數(shù)零點存在定理,屬于中檔題.3.(浙江·高考真題)設(shè)函數(shù),則在下列區(qū)間中函數(shù)不存在零點的是A. B. C. D.【答案】A【詳解】,因為,所以,,因此在上有零點,故在上有零點;,而,即,因此,故在上一定存在零點;雖然,但,又,即,從而,于是在區(qū)間上有零點,也即在上有零點,排除B,C,D,那么只能選A.4.(湖北·高考真題)關(guān)于的方程,給出下列四個命題:①存在實數(shù),使得方程恰有2個不同的實根;②存在實數(shù),使得方程恰有4個不同的實根;③存在實數(shù),使得方程恰有5個不同的實根;④存在實數(shù),使得方程恰有8個不同的實根.其中假命題的個數(shù)是(
)A.0 B.1 C.2 D.3【答案】A【分析】令,則,作出這兩個函數(shù)的圖象,利用兩個函數(shù)的圖象可得結(jié)果.【詳解】令,則,作出這兩個函數(shù)的圖象,如圖:由圖可知,當(dāng)時,只有一個大于的根,則方程恰有兩個實根;故①為真命題;當(dāng)時,由得或,當(dāng)時,,當(dāng)時,或,此時原方程恰有5個實根,故③為真命題;當(dāng)時,有兩個實根,兩個實根在內(nèi),此時原方程有8個實根,故④為真命題;當(dāng)時,由得,則方程恰有4個實根;此時原方程恰有4個實根,故②為真命題.故選:A【點睛】關(guān)鍵點點睛:構(gòu)造兩個函數(shù),利用兩個函數(shù)的圖象求解是本題的解題關(guān)鍵.5.(浙江·高考真題)已知,函數(shù),若函數(shù)恰有三個零點,則A. B.C. D.【答案】C【分析】當(dāng)時,最多一個零點;當(dāng)時,,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,根據(jù)單調(diào)性畫函數(shù)草圖,根據(jù)草圖可得.【詳解】當(dāng)時,,得;最多一個零點;當(dāng)時,,,當(dāng),即時,,在,上遞增,最多一個零點.不合題意;當(dāng),即時,令得,,函數(shù)遞增,令得,,函數(shù)遞減;函數(shù)最多有2個零點;根據(jù)題意函數(shù)恰有3個零點函數(shù)在上有一個零點,在,上有2個零點,如圖:且,解得,,.故選.【點睛】遇到此類問題,不少考生會一籌莫展.由于方程中涉及兩個參數(shù),故按“一元化”想法,逐步分類討論,這一過程中有可能分類不全面、不徹底.6.(2021·天津·統(tǒng)考高考真題)設(shè),函數(shù),若在區(qū)間內(nèi)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(dāng)和時兩個函數(shù)零點個數(shù)情況,再結(jié)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(dāng)時,有4個零點,即;當(dāng),有5個零點,即;當(dāng),有6個零點,即;(2)當(dāng)時,,,當(dāng)時,,無零點;當(dāng)時,,有1個零點;當(dāng)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(nèi)恰有6個零點,則應(yīng)滿足或或,則可解得a的取值范圍是.【點睛】關(guān)鍵點睛:解決本題的關(guān)鍵是分成和兩種
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