2018年高考數(shù)學(xué) 100題系列 第20題 函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)問題 理
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1、 第20題 函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)問題 I.題源探究·黃金母題 【例1】求函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù). 【答案】1. 【解析】的定義域?yàn)椋闪泓c(diǎn)存在性定理知有零點(diǎn).又在上是單調(diào)遞增函數(shù),只有一個(gè)零點(diǎn). 精彩解讀 【試題來源】人教版A版必修1第88頁例1. 【母題評(píng)析】本題考查了零點(diǎn)存在性定理、函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的判斷. 【思路方法】判斷函數(shù)是否存在零點(diǎn)可用零點(diǎn)存在性定理或利用數(shù)形結(jié)合法.而要判斷函數(shù)有幾個(gè)零點(diǎn),還需要借助函數(shù)的單調(diào)性. II.考場精彩·真題回放 【例2】【2017高考江蘇卷第14題】設(shè)是定義在且周期為1的函數(shù),在區(qū)間上, 其中集合,則方程的解的個(gè)數(shù)是 .
2、【答案】8 【解析】由于,則需考慮的情況,在此范圍內(nèi),且時(shí),設(shè),且互質(zhì).若,則由,可設(shè),且互質(zhì). 因此,則,此時(shí)左邊為整數(shù),右邊非整數(shù),矛盾,因此.因此不可能與每個(gè)周期內(nèi)對(duì)應(yīng)的部分相等,只需考慮與每個(gè)周期的部分的交點(diǎn),畫出函數(shù)圖象,圖中交點(diǎn)除外其它交點(diǎn)橫坐標(biāo)均為無理數(shù),屬于每個(gè)周期的部分,且處,則在附近僅有一個(gè)交點(diǎn),一次方程解的個(gè)數(shù)為8. 【例3】【2016高考新課標(biāo)I改編】函數(shù)在有 個(gè)零點(diǎn). 【答案】D. 【解析】函數(shù)|在上是偶函數(shù),其圖象關(guān)于軸對(duì)稱,故先考慮其在上有幾個(gè)零點(diǎn).在上有零點(diǎn).設(shè). 在上有零點(diǎn).又由,可得,設(shè)其解為,易知且在上有唯一零點(diǎn),設(shè)為且.
3、從而當(dāng)時(shí),,即;當(dāng)時(shí),,即,故時(shí),為單調(diào)遞減函數(shù);當(dāng)時(shí),為單調(diào)遞增函數(shù). 又在上有唯一零點(diǎn).由函數(shù)圖象的對(duì)稱性可知在上有兩個(gè)零點(diǎn). 【命題意圖】本題主要考查考查了零點(diǎn)存在性定理、函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的判斷.本題能較好的考查考生分析問題解決問題的能力. 【考試方向】這類試題在考查題型上,通常基本以選擇題或填空題的形式出現(xiàn),難度中等偏易,考查基礎(chǔ)知識(shí)的識(shí)記、理解與應(yīng)用. 【難點(diǎn)中心】解答此類問題,關(guān)鍵在于靈活選擇方法,如直接求解,或數(shù)形結(jié)合轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題,或借助于導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,得到函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù). 【例4】【2015年高考江蘇卷】已知函數(shù),,則方程實(shí)根的個(gè)數(shù)為_
4、_________. 【答案】4. 【解析】方程等價(jià)于,即或共多少個(gè)根,,數(shù)形結(jié)合可得:與有兩個(gè)交點(diǎn);,同理可得與有兩個(gè)交點(diǎn),所以共計(jì)個(gè). 【命題意圖】本題主要考查考查了零點(diǎn)存在性定理、函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的判斷.本題能較好的考查考生分析問題解決問題的能力. 【考試方向】這類試題在考查題型上,通?;疽赃x擇題或填空題的形式出現(xiàn),難度較大. 【難點(diǎn)中心】一些對(duì)數(shù)型方程不能直接求出其零點(diǎn),常通過平移、對(duì)稱變換轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的函數(shù)圖像問題,利用數(shù)形結(jié)合法將方程根的個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù),而函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的判斷通常轉(zhuǎn)化為兩函數(shù)圖像交點(diǎn)的個(gè)數(shù).這時(shí)函數(shù)圖像是解題關(guān)鍵,不僅要研究其走勢(單調(diào)性,極值點(diǎn)
5、、漸近線等),而且要明確其變化速度快慢. III.理論基礎(chǔ)·解題原理 1.零點(diǎn)的定義:一般地,對(duì)于函數(shù),我們把方程的實(shí)數(shù)根稱為函數(shù)的零點(diǎn). 2.函數(shù)零點(diǎn)存在性定理:設(shè)函數(shù)在閉區(qū)間上連續(xù),且,那么在開區(qū)間內(nèi)至少有函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn),即至少有一點(diǎn),使得. (1)在上連續(xù)是使用零點(diǎn)存在性定理判定零點(diǎn)的前提; (2)零點(diǎn)存在性定理中的幾個(gè)“不一定”(假設(shè)連續(xù)) ① 若,則的零點(diǎn)不一定只有一個(gè),可以有多個(gè); ② 若,那么在不一定有零點(diǎn); ③ 若在有零點(diǎn),則不一定必須異號(hào). 3.若在上是單調(diào)函數(shù)且連續(xù),則在的零點(diǎn)唯一. 4.函數(shù)的零點(diǎn)、方程的根、兩圖像交點(diǎn)之間的聯(lián)系: 設(shè)函數(shù)為,則的零點(diǎn)
6、即為滿足方程的根,若,則方程可轉(zhuǎn)變?yōu)?,即方程的根在坐?biāo)系中為交點(diǎn)的橫坐標(biāo),其范圍和個(gè)數(shù)可從圖像中得到. 由此看來,函數(shù)的零點(diǎn),方程的根,兩圖像的交點(diǎn)這三者各有特點(diǎn),且能相互轉(zhuǎn)化,在解決有關(guān)根的問題以及已知根的個(gè)數(shù)求參數(shù)范圍這些問題時(shí)要用到這三者的靈活轉(zhuǎn)化. 5.函數(shù)的零點(diǎn),方程的根,兩函數(shù)的交點(diǎn)在零點(diǎn)問題中的作用 (1)函數(shù)的零點(diǎn): 工具:零點(diǎn)存在性定理; 作用:通過代入特殊值精確計(jì)算,將零點(diǎn)圈定在一個(gè)較小的范圍內(nèi); 缺點(diǎn):方法單一,只能判定零點(diǎn)存在而無法判斷個(gè)數(shù),且能否得到結(jié)論與代入的特殊值有關(guān). (2)方程的根: 工具:方程的等價(jià)變形; 作用:當(dāng)所給函數(shù)不易于分析性質(zhì)和圖
7、像時(shí),可將函數(shù)轉(zhuǎn)化為方程,從而利用等式的性質(zhì)可對(duì)方程進(jìn)行變形,構(gòu)造出便于分析的函數(shù); 缺點(diǎn):能夠直接求解的方程種類較少,很多轉(zhuǎn)化后的方程無法用傳統(tǒng)方法求出根,也無法判斷根的個(gè)數(shù). (3)兩函數(shù)的交點(diǎn): 工具:數(shù)形結(jié)合; 作用:前兩個(gè)主要是代數(shù)運(yùn)算與變形,而將方程轉(zhuǎn)化為函數(shù)交點(diǎn),是將抽象的代數(shù)運(yùn)算轉(zhuǎn)變?yōu)閳D形特征,是數(shù)形結(jié)合的體現(xiàn).通過圖像可清楚的數(shù)出交點(diǎn)的個(gè)數(shù)(即零點(diǎn),根的個(gè)數(shù))或者確定參數(shù)的取值范圍; 缺點(diǎn):數(shù)形結(jié)合能否解題,一方面受制于利用方程所構(gòu)造的函數(shù)(故當(dāng)方程含參時(shí),通常進(jìn)行參變分離,其目的在于若含的函數(shù)可作出圖像,那么因?yàn)榱硗庖粋€(gè)只含參數(shù)的圖像為直線,所以便于觀察),另一方
8、面取決于作圖的精確度,所以會(huì)涉及到一個(gè)構(gòu)造函數(shù)的技巧,以及作圖時(shí)速度與精度的平衡. IV.題型攻略·深度挖掘 【考試方向】 這類試題在考查題型上,通常基本以選擇題或填空題的形式出現(xiàn),一般難度較小.若涉及的函數(shù)為分段函數(shù),則難度加大. 【技能方法】 1.零點(diǎn)存在性定理的應(yīng)用:若一個(gè)方程有解但無法直接求出時(shí),可考慮將方程一邊構(gòu)造為一個(gè)函數(shù),從而利用零點(diǎn)存在性定理將零點(diǎn)確定在一個(gè)較小的范圍內(nèi).例如:對(duì)于方程,無法直接求出根,構(gòu)造函數(shù),由即可判定其零點(diǎn)必在中. 2.判斷函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上是否存在零點(diǎn)的方法 (1)解方程,當(dāng)對(duì)應(yīng)方程易解時(shí),可通過解方程,看方程是否有根落在給定區(qū)間上. (2
9、)利用零點(diǎn)存在性定理進(jìn)行判斷; (3)畫出函數(shù)圖象,通過觀察圖象與軸在給定區(qū)間上是否有交點(diǎn)來判斷. 3.?dāng)嗪瘮?shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的常見方法 (1)直接法:解方程,方程有幾個(gè)解,函數(shù)就有幾個(gè)零點(diǎn); (2)圖象法:畫出函數(shù)的圖象,函數(shù)的圖象與軸的交點(diǎn)個(gè)數(shù)即為函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù); (3)將函數(shù)拆成兩個(gè)常見函數(shù)和的差,從而,則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)即為函數(shù)與函數(shù)的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù); (4)二次函數(shù)的零點(diǎn)問題主要從三個(gè)方面考慮: ①判別式確定零點(diǎn)是否存在;②對(duì)稱軸的位置控制零點(diǎn)的位置;③端點(diǎn)值的符號(hào)確定零點(diǎn)的個(gè)數(shù). 【易錯(cuò)指導(dǎo)】 對(duì)函數(shù)零點(diǎn)存在的判斷需要注意以下兩點(diǎn):(1)函數(shù)在上連續(xù);(2)滿足. 上述方
10、法只能求變號(hào)零點(diǎn),對(duì)于非變號(hào)零點(diǎn)不能用上述方法求解. 另外需要注意的是:(1)若函數(shù)的圖象在與軸相切,則零點(diǎn)通常稱為不變號(hào)零點(diǎn); (2)函數(shù)的零點(diǎn)不是點(diǎn),它是函數(shù)與軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo),是方程的根. V.舉一反三·觸類旁通 【例1】【2018云南昆明一中高三一?!咳艉瘮?shù),則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是( ) A.5個(gè) B.4個(gè) C.3個(gè) D.2個(gè) 【答案】D 【解析】如圖:函數(shù)與函數(shù)有2個(gè)交點(diǎn),所以選D. 【例2】【2018河南漯河高中高三上學(xué)期二模】已知函數(shù)是上的偶函數(shù),且,當(dāng)時(shí),,則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是( ) A.3 B.4 C.5 D.6
11、【答案】B 【例3】【2018遼寧莊河高中、沈陽二十中高三上學(xué)期第一次聯(lián)考】函數(shù),則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為( ) A.2個(gè) B.3個(gè) C.4個(gè) D.5個(gè) 【答案】D ;當(dāng)時(shí), ,據(jù)此可得:;當(dāng)時(shí), ,而,則函數(shù)與函數(shù)在區(qū)間上有2個(gè)交點(diǎn),很明顯,當(dāng)時(shí),函數(shù)圖象沒有交點(diǎn),繪制函數(shù)圖象如圖所示,觀察可得:函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為5個(gè). 【名師點(diǎn)睛】函數(shù)零點(diǎn)的求解與判斷方法: (1)直接求零點(diǎn):令f(x)=0,如果能求出解,則有幾個(gè)解就有幾個(gè)零點(diǎn). (2)零點(diǎn)存在性定理:利用定理不僅要函數(shù)在區(qū)間[a,b]上是連續(xù)不斷的曲線,且f(a)·f(b)<0,還必須結(jié)合函數(shù)的圖
12、象與性質(zhì)(如單調(diào)性、奇偶性)才能確定函數(shù)有多少個(gè)零點(diǎn). (3)利用圖象交點(diǎn)的個(gè)數(shù):將函數(shù)變形為兩個(gè)函數(shù)的差,畫兩個(gè)函數(shù)的圖象,看其交點(diǎn)的橫坐標(biāo)有幾個(gè)不同的值,就有幾個(gè)不同的零點(diǎn). 【例4】【2018貴州黔東南州第一次聯(lián)考】已知函數(shù),若方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,則實(shí)數(shù)的取值范圍是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】作出函數(shù)的圖象如下: 【名師點(diǎn)睛】方程的根或函數(shù)有零點(diǎn)求參數(shù)范圍常用方法和思路 (1)直接法:直接根據(jù)題設(shè)條件構(gòu)建關(guān)于參數(shù)的不等式,再通過解不等式確定參數(shù)范圍; (2)分離參數(shù)法:先將參數(shù)分離,轉(zhuǎn)化成求函數(shù)值域問題加以解決;
13、(3)數(shù)形結(jié)合法:先對(duì)解析式變形,在同一直角坐標(biāo)系中,畫出函數(shù)的圖象,然后數(shù)形結(jié)合求解. 【例5】【2018黑龍江海林模擬】設(shè),又是一個(gè)常數(shù),已知或時(shí), 只有一個(gè)實(shí)根,當(dāng)時(shí), 有三個(gè)相異實(shí)根,給出下列命題: ①和有一個(gè)相同的實(shí)根; ②和有一個(gè)相同的實(shí)根; ③的任一實(shí)根大于的任一實(shí)根; ④的任一實(shí)根小于的任一實(shí)根. 其中正確命題的個(gè)數(shù)為( ) A.3 B.2 C.1 D.0 【答案】A , 當(dāng)時(shí), 只有一個(gè)實(shí)數(shù)根; 當(dāng)時(shí), 有三個(gè)相異實(shí)根,故函數(shù)即有極大值,又有極小值,且極小值為0,極大值為4,故 與有一個(gè)相同的實(shí)數(shù)根,即極大值點(diǎn),故(1)正確
14、. 與 有一個(gè)相同的實(shí)根,即極小值點(diǎn),故(2)正確; 有一實(shí)根且函數(shù)最小的零點(diǎn), 有3個(gè)實(shí)根均大于函數(shù)的最小零點(diǎn),故(3)錯(cuò)誤; 有一實(shí)根且小于函數(shù)最小零點(diǎn), 有三個(gè)實(shí)根均大于函數(shù)最小的零點(diǎn),故(4)正確; 所以A選項(xiàng)正確. 【點(diǎn)睛】三次函數(shù)圖象時(shí),要關(guān)注三次函數(shù)的極值點(diǎn)個(gè)數(shù),三次函數(shù)的三次項(xiàng)系數(shù)為正,如果有兩個(gè)極值點(diǎn),那么函數(shù)為先再減最后增,滿足對(duì)是一個(gè)常數(shù),當(dāng)或時(shí), 只有一個(gè)實(shí)根,當(dāng)時(shí), 有三個(gè)相異實(shí)根這樣的條件,說明有極小值為0,極大值為4,據(jù)此可畫出函數(shù)的模擬圖像,數(shù)形結(jié)合,逐一驗(yàn)證. 【例6】【2018安徽阜陽臨泉一中高三上學(xué)期二?!恳阎?,若關(guān)于的方程 恰好有 個(gè)不
15、相等的實(shí)數(shù)根,則實(shí)數(shù)的取值范圍是______________. 【答案】 令,則當(dāng)時(shí),方程有一解;當(dāng)時(shí),方程有兩解;時(shí),方程有三解.∵關(guān)于的方程,恰好有4個(gè)不相等實(shí)數(shù)根,∴關(guān)于的方程在和上各有一解,∴,解得,故答案為. 【名師點(diǎn)睛】已知函數(shù)有零點(diǎn)求參數(shù)取值范圍常用的方法和思路:①直接法:直接根據(jù)題設(shè)條件構(gòu)建關(guān)于參數(shù)的不等式,再通過解不等式確定參數(shù)的范圍;②分離參數(shù)法:先將參數(shù)分離,轉(zhuǎn)化成求函數(shù)值域問題加以解決;③數(shù)形結(jié)合法:先對(duì)解析式變形,在同一平面直角坐標(biāo)系中畫出函數(shù)的圖象,然后數(shù)形結(jié)合求解. 【例7】【2018江蘇南通如皋高三第一次聯(lián)考】已知函數(shù)若有三個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)m的取值
16、范圍是________. 【答案】 【解析】有三個(gè)零點(diǎn),根據(jù)題意可得時(shí),函數(shù)有一個(gè)零點(diǎn); 時(shí),函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn).當(dāng)時(shí), , 恒成立,故;當(dāng)時(shí), ,要使得有兩個(gè)零點(diǎn),需滿足,解得,綜上可得,故答案為. 【例8】【2017江西宜春豐城九中、高安二中、宜春一中、萬載中學(xué)、樟樹中學(xué)、宜豐中學(xué)屆高三六校聯(lián)考】已知函數(shù), 的四個(gè)零點(diǎn), , , ,且,則的值是__________. 【答案】 【例9】【2018遼寧莊河高中、沈陽二十中高三上學(xué)期第一次聯(lián)考】已知函數(shù)將的圖象向右平移兩個(gè)單位,得到函數(shù)的圖象. (1)求函數(shù)的解析式; (2)若方程在上有且僅有一個(gè)實(shí)根,求的取值范圍. 【答案】(
17、1)(2) 【解析】試題分析:(1)借助平移的知識(shí)可以直接求出函數(shù)解析式 (2)先換元將問題轉(zhuǎn)化為有且只有一個(gè)根,再運(yùn)用函數(shù)方程思想建立不等式組分析求解. (1)(2)設(shè),則,原方程可化為,于是只須在上有且僅有一個(gè)實(shí)根. 法1:設(shè),對(duì)稱軸,則①.或② 由①得,即,.由②得無解,則. 法2:由,,得,,設(shè),則,. 記,則在上是單調(diào)函數(shù),因?yàn)楣室诡}設(shè)成立,只須.即.從而. 【名師點(diǎn)睛】在解答指數(shù)函數(shù)的綜合題目時(shí)可以采用換元法,轉(zhuǎn)化為一元二次函數(shù)的問題,根據(jù)題目要求,如需要分類討論,再加入分類討論. 【例10】【江蘇揚(yáng)州模擬】設(shè) (R) (1) 若,求在區(qū)間上的最大值; (2
18、) 若,寫出的單調(diào)區(qū)間; (3) 若存在,使得方程有三個(gè)不相等的實(shí)數(shù)解,求的取值范圍. 【答案】(1) (2) 的單調(diào)增區(qū)間為和,單調(diào)減區(qū)間 (3) 試題解析: (1)當(dāng)時(shí),=, 在R上為增函數(shù), 在上為增函數(shù),則 . (2),,, 當(dāng)時(shí), , 在為增函數(shù) , 當(dāng)時(shí),,即,在為增函數(shù),在為減函數(shù),則的單調(diào)增區(qū)間為和,單調(diào)減區(qū)間 . (3)由(2)可知,當(dāng)時(shí), 為增函數(shù),方程不可能有三個(gè)不相等實(shí)數(shù)根, 當(dāng)時(shí),由(2)得 ,, 即在有解,由在上為增函數(shù), 當(dāng)時(shí), 的最大值為,則 . 【例11】【2018海南中學(xué)、文昌中學(xué)、海口市第一中學(xué)、農(nóng)墾中學(xué)等八校聯(lián)考】設(shè)
19、函數(shù),其中. (1)若直線與函數(shù)的圖象在上只有一個(gè)交點(diǎn),求的取值范圍; (2)若對(duì)恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍. 【答案】(1) 或;(2) . 令得, 遞減,∴在處取得極小值,且極小值為, ∵, ,∴由數(shù)形結(jié)合可得或. (2)當(dāng)時(shí), , ,令得; 令得, 遞增;令得, 遞減,∴在處取得極小值,且極小值為,∵,∴,∵當(dāng)即時(shí), ,∴,即,∴無解,當(dāng)即時(shí), ,∴,即,又,∴. 綜上, . 【名師點(diǎn)睛】函數(shù)交點(diǎn)問題,研究函數(shù)的單調(diào)性找函數(shù)最值,求參;恒成立求參,對(duì)于分段函數(shù)來講,分段討論最值即可. 【跟蹤練習(xí)】 1.【2018江蘇南寧模擬】設(shè)函數(shù),則零點(diǎn)的個(gè)數(shù)為( )
20、A.3 B.2 C.1 D.0 【答案】B 【點(diǎn)睛】 函數(shù)數(shù)零點(diǎn)問題,常根據(jù)零點(diǎn)存在性定理來判斷,如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線,且有f(a)·f(b)<0,那么,函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有零點(diǎn),即存在c∈(a,b)使得f(c)=0,這個(gè)c也就是方程f(x)=0的根. 2.已知函數(shù)是定義在上的偶函數(shù),當(dāng)時(shí),,則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為 ( ) A. 4 B.6 C.8 D.10 【答案】D. 【解析】由為偶函數(shù)可得:只需作出正半軸的圖像,再利用對(duì)稱性
21、作另一半圖像即可,當(dāng)時(shí),可以利用利用圖像變換作出圖像,時(shí),,即自變量差2個(gè)單位,函數(shù)值折半,進(jìn)而可作出,,……的圖像,的零點(diǎn)個(gè)數(shù)即為根的個(gè)數(shù),即與的交點(diǎn)個(gè)數(shù),觀察圖像在時(shí),有5個(gè)交點(diǎn),根據(jù)對(duì)稱性可得時(shí),也有5個(gè)交點(diǎn).共計(jì)10個(gè)交點(diǎn). 【評(píng)注】 (1)類似函數(shù)的周期性,但有一個(gè)倍數(shù)關(guān)系.依然可以考慮利用周期性的思想,在作圖時(shí),以一個(gè)“周期”圖像為基礎(chǔ),其余各部分按照倍數(shù)調(diào)整圖像即可; (2)周期性函數(shù)作圖時(shí),若函數(shù)圖像不連續(xù),則要注意每個(gè)周期的邊界值是屬于哪一段周期,在圖像中要準(zhǔn)確標(biāo)出,便于數(shù)形結(jié)合; (3)巧妙利用的奇偶性,可以簡化解題步驟.例如本題中求交點(diǎn)個(gè)數(shù)時(shí),只需分析正半軸的情況
22、,而負(fù)半軸可用對(duì)稱性解決. 3.已知函數(shù)的圖像為上的一條連續(xù)不斷的曲線,當(dāng)時(shí),,則關(guān)于的函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)為 ( ) A.0 B.1 C.2 D.0或2 【答案】A. 【評(píng)注】 (1)本題由于解析式未知,故無法利用圖像解決,所以根據(jù)條件考慮構(gòu)造函數(shù),利用單調(diào)性與零點(diǎn)存在性定理進(jìn)行解決; (2)所給不等式呈現(xiàn)出輪流求導(dǎo)的特點(diǎn),猜想可能是符合導(dǎo)數(shù)的乘法法則,變形后可得,而的零點(diǎn)問題可利用方程進(jìn)行變形,從而與條件中的相聯(lián)系,從而構(gòu)造出
23、. 4.定義域?yàn)榈呐己瘮?shù)滿足對(duì),有,且當(dāng)時(shí),,若函數(shù)在上至少有三個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍是 ( ) A. B. C. D. 【答案】B. 【評(píng)注】本題有以下幾個(gè)亮點(diǎn): (1)的周期性的判定: 可猜想與周期性有關(guān),可帶入特殊值,解出,進(jìn)而判定周期,配合對(duì)稱性作圖; (2)在選擇出交點(diǎn)的函數(shù)時(shí),若要數(shù)形結(jié)合,則要選擇能夠做出圖像的函數(shù),例如在本題
24、中,的圖像可做,且可通過圖像變換做出. 5.已知定義在上的函數(shù)滿足,當(dāng)時(shí),,其中,若方程恰有三個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,則實(shí)數(shù)的取值范圍是 ( ) A. B. C. D. 【答案】B. ,即. 6.【2018廣東廣州模擬】已知函數(shù) 則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為 個(gè). 【答案】. 【解析】的零點(diǎn)個(gè)數(shù),即是方程的根的個(gè)數(shù),也就是與的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù),分別作出與
25、的圖象,如圖所示,由圖象知與的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),所以函數(shù)有個(gè)零點(diǎn). 7.【2018全國名校第二次大聯(lián)考】函數(shù)有4個(gè)零點(diǎn),其圖象如下圖,和圖象吻合的函數(shù)解析式是( ) A. B. C. D. 【答案】D 得解:本函數(shù)圖象的交點(diǎn)、函數(shù)的零點(diǎn)、方程的根往往是“知一求二”,解答時(shí)要先判斷哪個(gè)好求解就轉(zhuǎn)化為哪個(gè),判斷函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的常用方法:(1) 直接法: 令則方程實(shí)根的個(gè)數(shù)就是函數(shù)零點(diǎn)的個(gè);(2) 零點(diǎn)存在性定理法:判斷函數(shù)在區(qū)間上是連續(xù)不斷的曲線,且再結(jié)合函數(shù)的圖象與性質(zhì)(如單調(diào)性、奇偶性、周期性、對(duì)稱性) 可確定函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù);(3) 數(shù)形結(jié)合法:轉(zhuǎn)化為兩個(gè)
26、函數(shù)的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題,畫出兩個(gè)函數(shù)的圖象,其交點(diǎn)的個(gè)數(shù)就是函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù),在一個(gè)區(qū)間上單調(diào)的函數(shù)在該區(qū)間內(nèi)至多只有一個(gè)零點(diǎn),在確定函數(shù)零點(diǎn)的唯一性時(shí)往往要利用函數(shù)的單調(diào)性,確定函數(shù)零點(diǎn)所在區(qū)間主要利用函數(shù)零點(diǎn)存在定理,有時(shí)可結(jié)合函數(shù)的圖象輔助解題. 8.【2018四川綿陽高三第一次診斷性考試】函數(shù)滿足,且當(dāng)時(shí),.若函數(shù)的圖象與函數(shù)(,且)的圖象有且僅有4個(gè)交點(diǎn),則的取值集合為( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】因?yàn)楹瘮?shù)滿足,所以函數(shù)的周期為又在一個(gè)周期內(nèi),函數(shù)解析式為,所以可作出函數(shù)圖象,在同一坐標(biāo)系內(nèi)作函數(shù)的圖象,要使兩個(gè)函數(shù)圖象有且僅有四
27、個(gè)交點(diǎn),只需,所以,故選C. 9.【2018安徽十大名校高三11月聯(lián)考】若函數(shù)有4個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 當(dāng)時(shí), 恒成立,又, 則函數(shù)在上有且只有1個(gè)零點(diǎn); 當(dāng)時(shí),函數(shù),則函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增, 所以此時(shí)函數(shù)的極大值為,極小值為, 要使得有4個(gè)零點(diǎn),則,解得,故選B. 【名師點(diǎn)睛】本題主要考查了根據(jù)函數(shù)的零點(diǎn)求解參數(shù)的取值范圍問題,其中解答中涉及到利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值等知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用,著重考查了數(shù)形結(jié)合思想和轉(zhuǎn)化與化歸思想的應(yīng)用,解答中把函數(shù)的零
28、點(diǎn)問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的圖象與的交點(diǎn)個(gè)數(shù),利用函數(shù)的極值求解是解答的關(guān)鍵,試題有一定的難度,屬于中檔試題. 10.【2018江蘇淮安盱眙中學(xué)高三第一次學(xué)情調(diào)研】已知函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象有四個(gè)交點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為________. 【答案】 上個(gè)遞增,由可得函數(shù) 在 上個(gè)遞減,所以函數(shù)最小值為,令 ,可得,此時(shí)函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),故函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象有四個(gè)交點(diǎn),實(shí)數(shù)的取值范圍為,故答案為. 【方法點(diǎn)睛】本題主要考查函數(shù)圖象的交點(diǎn)、函數(shù)的零點(diǎn)、方程的根,屬于難題.函數(shù)圖象的交點(diǎn)、函數(shù)的零點(diǎn)、方程的根往往是“知一求二”,解答時(shí)要先判斷哪個(gè)好求解就轉(zhuǎn)化為哪個(gè),判斷函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的常用方法:(1
29、) 直接法: 令則方程實(shí)根的個(gè)數(shù)就是函數(shù)零點(diǎn)的個(gè);(2) 零點(diǎn)存在性定理法:判斷函數(shù)在區(qū)間上是連續(xù)不斷的曲線,且再結(jié)合函數(shù)的圖象與性質(zhì)(如單調(diào)性、奇偶性、周期性、對(duì)稱性) 可確定函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù);(3) 數(shù)形結(jié)合法:轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題,畫出兩個(gè)函數(shù)的圖象,其交點(diǎn)的個(gè)數(shù)就是函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù),在一個(gè)區(qū)間上單調(diào)的函數(shù)在該區(qū)間內(nèi)至多只有一個(gè)零點(diǎn),在確定函數(shù)零點(diǎn)的唯一性時(shí)往往要利用函數(shù)的單調(diào)性,確定函數(shù)零點(diǎn)所在區(qū)間主要利用函數(shù)零點(diǎn)存在定理,有時(shí)可結(jié)合函數(shù)的圖象輔助解題. 11.【2018安徽滁州高三9月聯(lián)合質(zhì)量檢測】已知,若方程有唯一解,則實(shí)數(shù)的取值范圍是__________. 【答案】
30、 由圖可知: . 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)求參數(shù)取值,也是高考經(jīng)常涉及的重點(diǎn)問題, (1)利用零點(diǎn)存在的判定定理構(gòu)建不等式求解; (2)分離參數(shù)后轉(zhuǎn)化為函數(shù)的值域(最值)問題求解,如果涉及由幾個(gè)零點(diǎn)時(shí),還需考慮函數(shù)的圖象與參數(shù)的交點(diǎn)個(gè)數(shù); (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. 12.【2018遼寧莊河高中、沈陽二十中高三上學(xué)期第一次聯(lián)考】已知函數(shù)將的圖象向右平移兩個(gè)單位,得到函數(shù)的圖象. (1)求函數(shù)的解析式; (2)若方程在上有且僅有一個(gè)實(shí)根,求的取值范圍. 【答案】(1)(2) (1)(2)設(shè),則,原方程可化為,于是只須在上有且
31、僅有一個(gè)實(shí)根. 法1:設(shè),對(duì)稱軸,則①.或② 由①得,即, . 由②得無解,則. 法2:由, ,得, ,設(shè),則, . 記,則在上是單調(diào)函數(shù),因?yàn)楣室诡}設(shè)成立,只須.即.從而. 【名師點(diǎn)睛】在解答指數(shù)函數(shù)的綜合題目時(shí)可以采用換元法,轉(zhuǎn)化為一元二次函數(shù)的問題,根據(jù)題目要求,如需要分類討論,再加入分類討論. 13.【2018河南林州一中高三8月調(diào)研】已知函數(shù),且曲線在處的切線與平行. (1)求的值; (2)當(dāng)時(shí),試探究函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù),并說明理由. 【答案】(1)(2)見解析 【解析】試題分析: (1)根據(jù)曲線在處的切線與平行可得: ,進(jìn)而求出a值;(2)①當(dāng)時(shí), ,函數(shù)在單調(diào)
32、遞增,根據(jù)零點(diǎn)存在性定理可得: 在上只有一個(gè)零點(diǎn).②當(dāng)時(shí), 恒成立,構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)判斷單調(diào)性與最值可得, 又時(shí), ,所以,即,故函數(shù)在上沒有零點(diǎn),③當(dāng)時(shí), , 所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,根據(jù)零點(diǎn)存在性定理可得:函數(shù)在上有且只有一個(gè)零點(diǎn),綜上所述時(shí),函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn). 試題解析:解:(1)依題意,故, 故,解得. (2)①當(dāng)時(shí), ,此時(shí), , 函數(shù)在單調(diào)遞增, 故函數(shù)在至多有一個(gè)零點(diǎn),又, 而且函數(shù)在上是連續(xù)不斷的,因此函數(shù)在上只有一個(gè)零點(diǎn). ②當(dāng)時(shí), 恒成立,證明如下:設(shè),則,所以在上單調(diào)遞增,所以時(shí), ,所以,又時(shí), ,所以,即,故函數(shù)在上沒有零點(diǎn), ③當(dāng)時(shí), , 所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,故函數(shù)在至多有一個(gè)零點(diǎn), 又,而且函數(shù)在上是連續(xù)不斷的, 因此,函數(shù)在上有且只有一個(gè)零點(diǎn). 綜上所述時(shí),函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn). 22
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