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文档简介
专题2.3零点归类一、知识梳理与二级结论二、热考题型归纳【题型一】二分法【题型二】幂指对图像基础【题型三】水平线法求零点【题型四】水平线法:对数绝对值型【题型五】水平线法:指数型【题型六】复合二次型零点求参:因式分解型【题型七】复合二次型零点求参:根的分布型【题型八】双函数内外复合求参【题型九】函数自复合内外零点求参【题型十】解析式含参型【题型十一】分段函数定义域分界处含参【题型十二】切线型零点求参【题型十三】切线型折线零点求参【题型十四】类周期型函数零点求参三、高考真题对点练四、最新模考题组练知识梳理与二级结论一、二分法及其应用(1)二分法的概念对于在区间上图象连续不断且的函数,通过不断地把它的_零点所在区间一分为二,使所得区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.(2)用二分法求函数零点近似值的步骤给定精确度,用二分法求函数零点的近似值的一般步骤如下:①确定零点的初始区间,验证.②求区间的中点c.③计算,并进一步确定零点所在的区间:a.若(此时),则c就是函数的零点.b.若(此时),则令b.c.若(此时,则令a.④判断是否达到精确度:若,则得到零点近似值a(或b);否则重复步骤②~④.二、函数零点存在性定理:如果函数在区间上的图象是连续不断的一条曲线,并且有_,那么函数在区间内至少有一个零点,即存在,使得_,这个也就是方程的解.三、指数运算公式(a>0且a≠1):①a=eq\r(n,am) ②am·an=am+n ③am÷an=am-n ④(am)n=amn.图象定义域__R_______R___值域____________性质过定点___________,即______0_____时,____0_______减函数增函数指数函数的底数规定大于0且不等于1的理由:(1)如果,当(2)如果,如,当时,在实数范围内函数值不存在.(3)如果,是一个常量,对它就没有研究的必要.为了避免上述各种情况,所以规定且.四、对数运算公式(a>0且a≠1,M>0,N>0)(1)指对互化:x=logbN.(2)对数的运算法则:①loga(MN)=logaM+logaN ②logaeq\f(M,N)=logaM-logaN;③logaMn=nlogaM(n∈R); ④logamMn=eq\f(n,m)logaM.(3)对数的性质:①a=N; ②logaaN=N(a>0且a≠1).(4)对数的重要公式①换底公式:logbN=eq\f(logaN,logab); ②换底推广:logab=eq\f(1,logba),logab·logbc·logcd=logad.五、图形变换(1)平移变换:上加下减,左加右减(2)对称变换①y=f(x)eq\o(→,\s\up7(关于x轴对称))y=-f(x); ②y=f(x)eq\o(→,\s\up7(关于y轴对称))y=f(-x);③y=f(x)eq\o(→,\s\up7(关于原点对称))y=-f(-x); ④y=ax(a>0且a≠1)eq\o(→,\s\up7(关于y=x对称))y=logax(a>0且a≠1).⑤y=f(x)eq\o(→,\s\up7(保留x轴上方图象),\s\do5(将x轴下方图象翻折上去))y=|f(x)|. ⑥y=f(x)eq\o(→,\s\up7(保留y轴右边图象,并作其),\s\do5(关于y轴对称的图象))y=f(|x|).(3)伸缩变换y=f(ax)②y=f(x)eq\o(→,\s\up7(a>1,纵坐标伸长为原来的a倍,横坐标不变),\s\do5(0<a<1,纵坐标缩短为原来的a倍,横坐标不变))y=af(x)六、常见图像变换平移变化翻折变换:绝对值内外型对称变换复合变换复合变换:绝对值,平移带系数:系数不为1,类比正弦余弦的系数,提系数平移热点考题归纳【题型一】二分法【典例分析】1.(2023·辽宁大连·统考一模)牛顿迭代法是我们求方程近似解的重要方法.对于非线性可导函数在附近一点的函数值可用代替,该函数零点更逼近方程的解,以此法连续迭代,可快速求得合适精度的方程近似解.利用这个方法,解方程,选取初始值,在下面四个选项中最佳近似解为(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】求出迭代关系为,结合逐项计算可得出结果.【详解】令,则,令,即,可得,迭代关系为,取,则,,故选:D.2.(河南省南阳市第一中学校2022-2023学年高三上学期第一次月考数学(理)试题)已知函数的零点位于区间内,则整数(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【分析】根据函数的单调性的性质及函数零点的存在性定理即可求解.【详解】因为函数与在上均为增函数,所以函数在上为增函数,因为,,,所以函数的零点位于区间内,故.故选:B.【提分秘籍】二分法的一般步骤(精确度为)(1)确定零点所在区间为,验证;(2)求区间的中点;(3)计算;①若则就是函数的零点;②若,则,令;③若,则,令;(4)判断是否达到精确度:若,则得到零点近似值(或),否则重复步骤(2)-(4).【变式演练】1.已知函数,则下列区间中含零点的是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】分别求出、、、的值,即可判断其正负号,利用零点存在定理则可选出答案.【详解】由题意知:,,,.由零点存在定理可知在区间一定有零点.故选:C.2.(辽宁省铁岭市昌图县第一高级中学2022-2023学年)用二分法求函数的零点可以取的初始区间是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】利用二分法的定义,验证各选项端点即可.【详解】因为,,且单调递增,即当时,,所以零点在内,故选:A3.(2023·高三阶段测试)若函数的零点与的零点之差的绝对值不超过,则函数可以是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】可先对四个选项的零点求值,再用二分法进一步判断的零点区间,即可求解【详解】对A,的零点为;对B,的零点为;对C,的零点为;对D,的零点为;,,,故零点在之间,再用二分法,取,,,故的零点,由题的零点之差的绝对值不超过,则只有的零点符合;故选:B【题型二】幂指对图像基础【典例分析】1.已知函数,若函数在R上有两个零点,则m的取值范围是(
).A. B. C. D.【答案】D【分析】当时,有一个零点,只需当时,有一个根,利用“分离参数法”结合函数图像求解即可.【详解】因为函数,当时,令可得,解得,所以在上有一个零点,又函数在R上有两个零点,所以当时,方程有一个根,所以方程在上有一个根,即函数与函数的图象在时有且只有一个交点,作函数的图象如下:观察图象可得,所以,所以m的取值范围是.故选:D.2.(2023·全国·模拟预测)使函数的值域为的一个a的值为.【答案】1(答案不唯一)【分析】由指数函数值域性质求解【详解】令,由题意得的值域为,又的值域为,所以,解得,所以的取值范围为.故答案为:.(答案不唯一)【提分秘籍】函数,:(1)当,时,图象恒过和_两点;其中当时,幂函数图象在图象的下方;当时,幂函数图象在图象的上方.(2)当,时,图象也恒过__和两点;其中当时,幂函数图象在图象的上方;当,幂函数图象在图象的下方.(3)当,时,图象恒过点___.【变式演练】1.(2023·云南·校联考模拟预测)已知,设,则函数的最大值为.【答案】8【分析】由求出的定义域为,然后换元,令,,得,根据二次函数的单调性可求出最大值.【详解】,由得,即的定义域为,令,因为,所以,所以在上为增函数,所以时,.故答案为:.2.(2023·四川绵阳·三台中学校考一模)已知函数,则不等式的解集为.【答案】【分析】分别在和的情况下,结合指数和对数函数单调性可解不等式求得结果.【详解】当,即时,,,解得:(舍);当,即时,,,解得:,;综上所述:不等式的解集为.故答案为:.3.(2023·江苏镇江·江苏省镇江中学校考模拟预测)已知函数的零点为,函数的零点为,则.【答案】2【分析】根据零点的定义,等价转化为两个函数求交点,根据反函数的定义,结合对称性,可得答案.【详解】由,得,函数与互为反函数,在同一坐标系中分别作出函数,,的图象,如图所示,则,,由反函数性质知A,B关于对称,则,.故答案为:.【题型三】求零点基础方法:水平线法【典例分析】1.已知函数,且,当时,函数存在零点,则实数m的取值范围为(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】先根据条件算出参数,函数存在零点等价于方程有解,即有解,故只需要求在上的值域即可.【详解】由题意得,,则,,令,因为,所以,因此可转化为,,其对称轴为,,,所以在上的值域为.函数存在零点,等价于方程有解,所以实数的取值范围是.故选:B2.(天津市津衡高级中学2022届高三下学期4月月考数学试题)已知函数,若函数有4个零点,则m的取值范围是(
)A.B.C. D.【答案】C【分析】将问题转化为方程有4个根,当时,可得是方程的根,当时,可得然后画出函数图象,根据图象求解即可【详解】的零点即方程的根,当时,容易验证为方程的根.当时,由,可得画出函数的图象,如图所示.当有4个零点时,直线与函数的图象有3个交点,由图可得或.故选:C【变式演练】1.(湘鄂冀三省益阳平高学校、长沙市平高中学等七校2021-2022学年上学期联考数学试题)已知函数,若函数有三个不同的零点,则的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】结合的单调性画出的图象,结合的零点个数来求得的取值范围.【详解】在上递增,且,当时,,任取,,其中,当时,,递增;当时,,递减;,由此画出的大致图象如下图所示,有三个不同的零点,即与有三个交点,由图可知,的取值范围是.故选:B2.(河南省2021-2022学年上学期阶段性考试(三)数学试题)已知函数函数有三个不同的零点,,,且,则(
)A. B.的取值范围为C.a的取值范围为 D.的取值范围为【答案】D【分析】有三个不同的零点,转化为方程有三个不同的解,然后画出函数的图象和直线,结合图象求解.【详解】有三个不同的零点,即方程有三个不同的解,的图象如图所示,结合图象可得,,,由二次函数的对称性,可得,故的取值范围为,故选:D.【题型四】水平线法:对数绝对值型【典例分析】1.(重庆市璧山来凤中学校九校2023届高三上学期联考模拟(二)数学试题)已知函数,则函数的零点个数为(
)A.个 B.个 C.个 D.个【答案】C【分析】解方程可得结果.【详解】当时,由可得,解得(舍去);当时,由可得,即或,解得或.综上所述,函数的零点个数为.故选:C.2.已知函数(,且)在区间上为单调函数,若函数有三个不同的零点,则实数a的取值范围为(
)A.B.. D.【答案】D【分析】由函数在在上为单调函数,且当时单调递减,则满足,可得到的范围;再将有三个不同的零点问题转化为函数和有三个交点问题,画出两个函数的图象,可先判断当时存在两个交点,则只需满足时有且仅有一个交点即可,进而求解,综合得到的范围.【详解】由题,因为在上为单调函数,且时,单调递减,所以,解得,在同一坐标系中画出和的图象,如图所示:由图象可知当时,和的图象有两个交点,故只需当时,和的图象有且只有一个交点,当,即,即时,满足题意;当,即时,只需与相切,联立可得,则,解得,综上,的取值范围是故选:D【提分秘籍】对数函数的图象与性质图象性质(1)定义域:_.(2)值域:(3)过定点,即x=_1_时,y=0(4)在_上增函数(4)在上是减函数(5);(5);【变式演练】1.(吉林省长春市第五中学2021-2022学年数学试题)已知函数,函数有四个不同的零点,,,,且满足:,则下列结论中不正确的是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】作出函数图象,根据函数图象得出4个零点的关系及范围,进而得出结论.【详解】函数的四个不同的零点,,,,就是函数与两个图象四个交点的横坐标,作出函数的图象,由图象可知,故A正确;由,可得或,结合图象可知,故B错误;根据二次函数的性质和图象得出,所以,故C正确;又,且,所以,即,所以,故D正确.故选:B.2.(福建省德化第一中学2021-2022学年考试数学试题)设函数,若函数在R上有4个不同的零点,则实数a的取值范围是A. B. C. D.【答案】D【分析】由,得,然后作出函数的图像,利用的图像与的关系判断实数a的取值范围.【详解】由函数在R上有4个不同的零点,可知有4个不同的根,即函数的图像与直线有4个不同的交点,当时,,函数图像如下:数形结合可知,只要,即,就有2个不同的交点,要使函数有4个不同的零点,需当时,有2个不同的交点,即在上有两个不同的根,又,如图:需,解得故实数a的取值范围是故选:D3.已知函数,若函数有四个零点,分别为则的取值范围是A. B. C. D.【答案】B【分析】画出函数的图象,函数有四个零点即为函数的图象与直线有四个交点,不妨令,得到,结合图象得到,结合,求得,即可求解.【详解】由题意,函数的图象,如图所示,函数有四个零点,即函数的图象与直线有四个交点,且这些交点的横坐标分别为,不妨令,则,可得.当时,函数,且,要使的图象与直线有两个交点,则.令,即,可得,即,所以的取值范围是.故选:B.【题型五】水平线法:指数型【典例分析】1.(黑龙江省哈尔滨市宾县第二中学2022-2023学年考试数学试题)已知函数,若函数g(x)=f(x)-k有3个零点,则实数k的取值范围为(
)A.(0,+∞) B.(0,1) C.[1,+∞) D.[1,2)【答案】B【分析】由题意可知函数f(x)与直线y=k有3个交点,作出函数f(x)的大致图象,由图象观察即可得出答案.【详解】作出函数f(x)的大致图象,如图所示,要使g(x)=f(x)-k有3个零点,即函数y=f(x)的图象与直线y=k有3个交点,由图象可知,0<k<1.故选:B.2.(河北省2023届高三上学期11月联考数学试题)已知函数若函数有3个零点,则的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】要使函数有三个零点,则有三个不相等的实根,即与的图象有三个交点,结合函数的性质及图象即可得出.【详解】要使函数有三个零点,则有三个不相等的实根,即与的图象有三个交点,当时,在上单调递减,;当时,在上单调递增,;当时,在上单调递增,;由与的图象有三个交点,结合函数图象可得,故选:A.【提分秘籍】指数函数图象与性质图象性质(1)定义域:R_(2)值域:(3)过定点__,即x=0时,y=1(4)增函数(4)减函数(5);(5);【变式演练】1.函数,若函数有两个零点,则实数的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】令,可得,分别作出直线和函数的图象,平移直线即可得到的取值范围.【详解】作出函数的图象,令,可得,画出直线,可得当时,直线和函数的图象有两个交点,则有两个零点.故选:B.2.(陕西省2022届高三下学期教学质量检测(三)理科数学试题)已知函数,若函数有三个不同的零点,,且,则的取值范围是(
)A.B.C. D.【答案】C【分析】根据函数零点定义,结合数形结合思想、一元二次方程根与系数关系,通过构造函数,利用导数的性质进行求解即可.【详解】函数的图象如下图所示:令,因为函数有三个不同的零点,所以,因为二次函数的对称轴为,所以有,显然是方程的两个不相等的实数根,因此有,是方程的根,即,所以,于是有,设,设,当时,单调递增,所以有,即单调递减,所以当时,,故选:C3..(陕西省商洛市2021-2022学年数学试题)已知函数,函数有四个不同的的零点,,,,且,则(
)A.a的取值范围是(0,)B.的取值范围是(0,1)C. D.【答案】D【分析】将问题转化为与有四个不同的交点,应用数形结合思想判断各交点横坐标的范围及数量关系,即可判断各选项的正误.【详解】有四个不同的零点、、、,即有四个不同的解.的图象如下图示,由图知:,所以,即的取值范围是(0,+∞).由二次函数的对称性得:,因为,即,故.故选:D【题型六】复合二次型函数零点求参数:因式分解型【典例分析】1.(重庆市开州区临江中学2023届高三上学期入学考试数学试题)已知函数,若函数恰好有5个不同的零点,则实数m的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】函数有零点转化为方程有实根,令,则方程可转化为常见的一元二次方程,对其分析求解即可.【详解】画出函数的大致图象,如下图所示:函数恰好有5个不同的零点,方程有5个根,设,则方程化为,易知此方程有两个不等的实根,,结合的图象可知,,,令令,则由二次函数的根的分布情况得:,解得:.故选:A2.(广东省佛山市第一中学2023届高三上学期第三次月考数学试题)已知函数,若函数只有两个零点,则实数的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】先求解为0时的值,可得只有两个零点,再根据分析可得无解,进而求得的取值范围即可.【详解】由题意,即或.因为,易得无解.故只有两个零点.当时,或,解得或有两个零点.故无解.因为,,故,解得故选:D【提分秘籍】对于复合函数的零点个数问题,求解思路如下:(1)确定内层函数和外层函数;(2)确定外层函数的零点;(3)确定直线与内层函数图象的交点个数分别为、、、、,则函数的零点个数为.【变式演练】1.(河南省驻马店市2021-2022学年数学试题)已知函数,,则函数的零点个数不可能是(
)A.2个 B.3个 C.4个 D.5个【答案】B【分析】由可得或,然后画出的图象,结合图象可分析出答案.【详解】由可得或的图象如下:所以当时,,此时无零点,有2个零点,所以的零点个数为2;当时,,此时有2个零点,有2个零点,所以的零点个数为4;当时,,此时有4个零点,有2个零点,所以的零点个数为6;当时,,此时有3个零点,有2个零点,所以的零点个数为5;当且时,此时有2个零点,有2个零点,所以的零点个数为4;当时,,此时的零点个数为2;当时,,此时有2个零点,有3个零点,所以的零点个数为5;当时,,此时有2个零点,有4个零点,所以的零点个数为6;当时,,此时有2个零点,有2个零点,所以的零点个数为4;当时,,此时有2个零点,无零点,所以的零点个数为2;综上:的零点个数可以为2、4、5、6,故选:B2.已知,则函数的零点个数为(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】由解析式及指对数的性质分析分段函数的性质,求函数时对应值,应用数形结合法判断零点个数.【详解】由题设,当时且递减,当时且递减,令,则,可得或,如下图示:由图知:时有一个零点,时有两个零点,故共有3个零点.故选:C3.(2022·山东日照·日照一中校考一模)已知函数是定义在R的偶函数,当时,若函数有且仅有6个不同的零点,则实数a取值范围.【答案】【详解】由,可得或,由函数是定义在上的偶函数,当时,,所以有个零点,则有个不同的零点,又,则,又时,有个不同的零点,即.故.故本题应填.【题型七】复合二次型函数零点求参数:根的分布型【典例分析】1.(2023·江苏南京·南京市第一中学校考模拟预测)已知函数,若函数恰有6个零点,则实数的取值范围为.【答案】【分析】利用导数求出在上的单调性与极大值,即可画出函数的图象,依题意可得关于的方程恰有个不相等的实数根,令,则关于的有两个不相等的实数根,且,,令,则,即可求出参数的取值范围.【详解】当时,则,所以当时,当时,所以在上单调递增,在上单调递减,则在处取得极大值,,且时,当时,当时,函数在上单调递增,所以的图象如下所示:
对于函数,令,即,令,则,要使恰有个不相等的实数根,即关于的有两个不相等的实数根,且,,令,则有两个不相等的零点均位于之间,所以,解得,所以实数的取值范围为.故答案为:2.(2022秋·山东青岛·高三山东省莱西市第一中学校考阶段练习)设函数,若关于的函数恰好有六个零点,则实数的取值范围是.【答案】【分析】画出图象,换元后得到方程在内有两个不同的实数根,利用二次函数根的分布列出不等式组,求出实数的取值范围.【详解】作出函数的图象如图,令,则当,方程有个不同的实数解,则方程化为,使关于的方程恰好有六个不同的实数解,则方程在内有两个不同的实数根,令所以,解得:,所以实数的取值范围为故答案为【变式演练】1.(黑龙江省大庆市大庆中学2021-2022学年数学试题)已知函数,若函数有三个零点,则的取值范围为A. B. C. D.【答案】A【分析】画出的函数的图象,令,可得关于方程有两个根,且一个根小于4,一个根大于等于4,即可列出不等式求解.【详解】画出的函数图象如图,令,则由图可知要使有三个零点,则关于方程有两个根,且一个根小于4,一个根大于等于4,所以,解得.故选:A.2.(重庆市长寿区七校2021-2022学年联考数学试题)已知,若有5个零点,则实数的取值范围(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】令,则有两个不相等的零点,设为,利用数形结合结合条件可得或,进而即得.【详解】令,要使有5个零点,结合函数的图象则有两个不相等的零点,设为,且,且需满足或,当时,无解,不合题意,当时,,的两根均大于或等于1,不合题意,所以,只需,解得.故选:A.3.(2023春·四川绵阳·高三校考开学考试)已知函数,若的零点个数为4,则实数a取值范围为.【答案】【分析】画出的图象,利用换元法,结合二次函数零点分布列不等式,由此求得的取值范围.【详解】,由解得.画出的图象如下图所示,令,由图象可知与有两个公共点时,或;与有一个公共点时,;与有三个公共点时,.依题意,的零点个数为4,对于函数,由于,的两个零点,全都在区间或区间,或一个在区间一个在区间,所以或或,解得或或,所以的取值范围是.故答案为:【题型八】双函数内外复合型函数零点求参数【典例分析】1.(2022·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测)设,(其中为自然对数的底数),若函数有个零点,则的取值范围A. B. C. D.【答案】D【详解】分析:问题转化为直线与函数有四个交点,利用导数研究函数的性质,作出图象(草图),观察分析.详解:当时,,,由知在有一个零点,在上有一个零点,-1也是它的零点,且满足;当时,,,由知在上有一个零点,且,都是极大值点,-1是极小值点,注意到,,,∴当时,直线与函数有四个交点,故选D.2.2.(2023春·辽宁沈阳·高三联考)已知函数,,若有6个零点,则a的取值范围为(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】作出函数图象,进行分析,最多有两个零点,根据最多4个零点,用数形结合讨论各种情况,根据一元二次方程根的分布即可得出结果.【详解】由题可得函数图象,当或时,有两个解;当时,有4个解;当时,有3个解;当时,有1个解;因为最多有两个解.因此,要使有6个零点,则有两个解,设为,.则存在下列几种情况:①有2个解,有4个解,即或,,显然,则此时应满足,即,解得,②有3个解,有3个解,设即,,则应满足,无解,舍去,综上所述,的取值范围为.故选:B.
【变式演练】1.(2023春·江西·高三江西省清江中学校考)已知函数,,记函数,若函数恰有三个不同的零点,且,则的最大值为(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根据已知条件画出函数图像,得到与的交点的横坐标一个在上,另一个在上,转化为研究,的最值问题,利用导数研究即可解决.【详解】由的解析式,可知在上单调递增,且值域为,在上单调递增,且值域为,函数的图像如图所示,所以在的值域上,任意函数值都有两个值与之对应,在值域上,任意函数值都有一个值与之对应.要使恰有三个不同的零点,则与的交点的横坐标一个在上,另一个在上,由的图像开口向上且对称轴为,易知,此时,且,结合的图像及,得,则,所以,且,令,,则.当时,单调递增;当时,单调递减.所以,故的最大值为.2.(2023春·江苏苏州·高三江苏省苏州实验中学校考阶段练习)已知函数,,若函数有3个不同的零点,且,则的取值范围是(
)A.B.C. D.【答案】C【分析】利用导数判断出函数的单调性,再由函数与方程的思想可知分别对参数进行分类讨论,利用数形结合即可求得结果.【详解】由题意可知函数的定义域为,则,令,解得;当时,,所以在上单调递减;当时,,所以在上单调递增;因此的极小值,也是最小值为;其图象如下图所示;
易知当或时,方程有且仅有一个实数根,当时,方程有两个实数根;令,化简得,解得或;所以函数的零点即为方程和的根;因为函数有3个不同的零点,且,①当时,,符合题意,所以;②当时,,符合题意,所以;综上可得,的取值范围是.故选:C3..(2022·全国·高三专题练习)已知函数,,若函数有个零点(互不相同),则实数的取值范围为.【答案】【分析】可先对求导,结合图像判断有三个交点的区间,又函数,可先画出的图像,结合图像判断有两个交点的取值范围,结合取值范围进一步判断即可【详解】由,令得或,当,单调递增;当,单调递减;当,单调递增,函数的极大值为,极小值为,画出函数图像,如图:当有三个交点时,;再根据题意画出图像,如图:当时,要使,即函数图像在时,与要有两个交点,如图:,故故答案为【题型九】函数自身内外复合型零点求参【典例分析】1.(湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校2022-2023学年高三上学期期中联考数学试题)己知函数,则函数的零点个数是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】确定函数的值域,利用换元法令,则,则将函数的零点问题转化为函数的图象的交点问题,作函数图象,确定其交点以及其横坐标范围,再结合的图象,即可确定的零点个数.【详解】已知,当时,,当时,,作出其图象如图示:可知值域为,设,则,则函数的零点问题即为函数的图象的交点问题,而,作出函数的图象如图示:可知:的图象有两个交点,横坐标分别在之间,不妨设交点横坐标为,当时,由图象和直线可知,二者有两个交点,即此时有两个零点;当时,由图象和直线可知,二者有3个交点,即此时有3个零点,故函数的零点个数是5,故选:B.2.(北京市第四中学2023届高三上学期期中考试数学试题)函数,则函数的零点个数为(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【分析】复合方程求解时,先求得的解有,再解即可.【详解】下面解方程:,当时,,得或1(舍去),当时,,得,所以的两根为,由得或,若,则当时,无解,当时,无解;若,则当时,解得,当时,解得所以的零点个数共有两个.故选:B【变式演练】1.已知函数,则函数,的零点个数()A.5或6个 B.3或9个 C.9或10个 D.5或9个【答案】D【分析】设,求导分析的最值与极值,画出图形,再分析与的根的范围与个数即可【详解】设,则由,得,即,又,由得或,此时函数单调递增,由得,此时函数单调递减,即函数在处取得极大值,函数在处取得极小值,又由,可得图象:若,,则方程有三个解,满足,,,则当时,方程,有3个根,当时,方程,有3个根,当时,方程,有3个根,此时共有9个根,若,,则方程有两个解,满足,,则当时,方程,有3个根,当,有2个根,此时共有5个根,同理,,也共有5个根故选:D.2.已知函数为定义在上的单调函数,且.若函数有3个零点,则的取值范围为(
)A.B.C. D.【答案】A【分析】设,则求出值,可得,由分离参数,结合图象即可求解.【详解】因为为定义在R上的单调函数,所以存在唯一的,使得,则,,即,因为函数为增函数,且,所以,.当时,由,得;当时,由,得.结合函数的图象可知,若有3个零点,则.故选:A3.已知函数,则函数的零点个数为(
)A.3 B.4 C.5 D.6【答案】B【分析】由的性质求出对应区间的值域及单调性,令并将问题转化为与交点横坐标对应值的个数,结合数形结合法求零点个数即可.【详解】令,当时,且递增,此时,当时,且递减,此时,当时,且递增,此时,当时,且递增,此时,所以,的零点等价于与交点横坐标对应的值,如下图示:由图知:与有两个交点,横坐标、:当,即时,在、、上各有一个解;当,即时,在有一个解.综上,的零点共有4个.故选:B【题型十】解析式含参数零点型【典例分析】1.设是定义在R上且周期为2的函数,当时,,其中a,,且函数在区间上恰有3个零点,则a的取值不可能是(
)A. B. C. D.0【答案】D【分析】由为周期为2的函数,可得,从而可求得,然后分六种情况分析判断函数的零点个数【详解】因为是定义在R上且周期为2的函数,所以,所以,得,则时,,当时,,其图象如图所示,由于周期为2,所以,所以不符合题意,当时,则图象向上平移,函数无零点,所以不符合,当时,可得在上有一个零点,所以在上有零点,所以在区间上恰有3个零点,符合题意,当时,可得在上有2个零点,由于函数的周期为2,所以在上有6个零点,不符合题意,当时,则可得,在区间上恰有3个零点,所以符合题意,当时,函数图象与轴无交点,综上,当或时,在区间上恰有3个零点,故选:D2.已知函数,恰有2个零点,则的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】数形结合,做出图像即可根据零点个数求参数.【详解】解:由题意得:作出函数的图象,如图所示,由,得,则直线与的图象恰有两个交点,数形结合得的取值范围是.故选:B【提分秘籍】利用函数的零点个数求参数的取值范围,主要从以下几个角度分析:(1)函数零点个数与图像交点的转化;(2)注意各段函数图像对应的定义域;(3)导数即为切线斜率的几何应用;(4)数形结合的思想的应用.【变式演练】1.已知函数恰有2个零点,则实数a的取值范围是(
)A.B.C. D.【答案】D【分析】由在区间上单调递减,分类讨论,,三种情况,根据零点个数求出实数a的取值范围.【详解】函数在区间上单调递减,且方程的两根为.若时,由解得或,满足题意.若时,,,当时,,即函数在区间上只有一个零点,因为函数恰有2个零点,所以且.当时,,,此时函数有两个零点,满足题意.综上,故选:D2.(2021·江苏·高三专题练习)设,e是自然对数的底数,函数有零点,且所有零点的和不大于6,则a的取值范围为.【答案】【分析】当时,可得在上单调递减,得在上有一个零点,在上单调递增,由二次函数的性质可得在上有一个零点,当时,分,,,四种情况分析讨论函数的零点【详解】解:(1)当时,时,,,故在上单调递减,又最小值,所以在上有一个零点,当时,,其对称轴为,则在上单调递增,又,,则在上有一个零点,又,所以符合题意.(2)当时,①时,当时,,所以,所以在上单调递减,因为,所以因为,所以在上没有零点,当时,,,则在上没有零点,不符合题意;②时,当时,,令可得,又时,,单调递减;时,,在单调递增,又,所以在上没有零点,当肘,,,则在上没有零点,不符合题意;③时,,当时,,令得,当时,,单调递减;时,,单调递增,则在上有极小值,所以在上没有零点,在上有一个零点,满足题意;④时,当时,,令可得,又时,,单调递减;时,,单调递增,且,则在上有极小值,所以在上没有零点,时,,其对称轴为,且,根据韦达定理可判断在上有两个零点,且两根之和为a,时符合题意,综上所述:a的取值范围为,故答案为:.3.(2023·全国·高三专题练习)设函数.若恰有2个零点,则实数a的取值范围是.【答案】【分析】根据解析式分析的性质,讨论、、,结合指数函数和二次函数的性质判断恰有2个零点情况下a的取值范围.【详解】由解析式知:在上且单调递增;在上,的对称轴为且开口向上,∴1、当,即时,则在上递增,,此时无零点;2、当时,上存在一个零点,要使恰有2个零点,则在上也只有一个零点,而且,∴当,即,只需,可得;当,即,只需,可得;∴此时,时恰有2个零点;【题型十一】函数分段定义域处含参数零点型【典例分析】1.(2022秋·河北衡水·高三河北衡水中学校考阶段练习)已知函数,若函数g(x)=f(f(x)+1)有三个零点,则实数a的取值范围是.【答案】【分析】数形结合,分成a≤-2,-2<a≤0,0<a≤2,a>2四种情况讨论即可.【详解】令,则,有三个零点,∴f(t)=0有两个根,且需满足有两解时,有且仅有一解.①a≤-2时,f(x)如图:g(x)=f(t)=0,,由图可见此时y=-3与f(x)有两个交点,,此时要使y=1与f(x)有且仅有一个交点,则,∴;②-2<a≤0时,f(t)=0只有一个解t=2,t=f(x)+1=0没有三个解;③0<a≤2时,f(x)如图:,,,y=1和f(x)必有两个交点;,此时要使y=-1和f(x)有且仅有一个交点,则,∴;④a>2时,只有一个根t=0,t=f(x)+1=0没有三个解.综上所述,.故答案为:.2.(2022·江苏泰州·泰州中学校考模拟预测)已知函数,若存在,使得函数有三个零点,则实数的取值范围是.【答案】【分析】讨论的单调性,根据的大致图像,结合题目要求,得到不等式,求解即可.【详解】,若,对称轴时,在上递增,当,对称轴时,在上递增,所以当时,在上递增,则函数不可能有三个零点,故只需考虑的情况.画出的大致图象可知:要使得函数有三个零点,只能,即,即存在,使得即可.令,只要使即可,而.故.故答案为:.【提分秘籍】分段函数(1)分段函数就是在函数定义域内,对于自变量x的不同取值范围,有着不同的对应关系的函数.(2)分段函数是一个函数,其定义域、值域分别是各段函数的定义域、值域的并集;各段函数的定义域的交集是空集【变式演练】1.(2021·全国·高三专题练习)已知(其中,为自然对数的底数),若在上有三个不同的零点,则的取值范围是.【答案】【分析】先按照和两种情况求出,再对和分别各按照两种情况讨论求出,最后令,求出函数的零点,恰好有三个.因此只要求出的三个零点满足各自的范围即可.【详解】解:当时,,当时,由,可得,当时,由,可得.当时,,当时,由,可得无解,当时,由,可得.因为在上有三个不同的零点,所以,解得.故答案为:.2.(2023春·天津南开·高三南开大学附属中学校考阶段练习)已知,函数恰有3个零点,则m的取值范围是(
)A.B.C. D.【答案】A【分析】分别求出两段函数各自的零点,作出图像利用数形结合即可得出答案.【详解】设,,求导由反比例函数及对数函数性质知在上单调递增,且,,故在内必有唯一零点,当时,,单调递减;当时,,单调递增;令,解得或2,可作出函数的图像,令,即,在之间解得或或,作出图像如下图数形结合可得:,故选:A3.(2022秋·江苏苏州·高三校考阶段练习)若函数恰有1个零点,则实数的取值范围是.【答案】【分析】分析两个函数和的零点,前一个函数有两个零点-3和1,后一个函数只有一个零点1,1是公共的零点,因此可确定只有一个零点,只能为1.【详解】有两个零点-3和1,只有一个零点1,因此函数恰有1个零点,从函数的解析式来看,只能是1,∴.故答案为:.【题型十二】切线型零点求参【典例分析】1.2023·全国·高三专题练习)已知函数,函数有2个零点,则实数a的取值范围是.【答案】或【分析】本题考查了导数的几何意义,函数的零点与函数图象的关系,作出的函数图象,结合函数图象求出当直线与的图象有两个交点时的斜率范围即可.【详解】解:函数,函数的图象关于对称,绘制函数图像如图所示,函数有2个零点则函数与函数有2个交点,当斜率为零,即时,由图像可得有两个交点,则成立;当斜率不为零,即时,如图所示,考查临界情况,当直线与函数相切时,设切点坐标为,由题意可得:,解得则直线与函数相切时斜率为,数形结合可知实数a的取值范围是.综上,答案为:或.2.(2022秋·辽宁大连·高三大连八中校考阶段练习)已知函数,且函数恰有个不同的零点,则实数的取值范围是.【答案】【分析】作出函数的图象,由题意可知,函数与直线的图象有个交点,数形结合可得出关于实数的不等式,即可求得实数的取值范围.【详解】解:当时,,当时,,所以,函数在上的图象可视为函数在上的图象每次向右平移个单位后得到,①若函数的图象恒在直线的下方时,则,则,则当时,函数无零点,且当时,,此时,函数无零点,不合乎题意;②若函数的图象与直线相切,对于方程,即,,解得,此时,当时,,此时,函数只有一个零点,不合乎题意;③若时,如下图所示:由图象可知,函数与函数在上的图象有个交点,若使得函数有个零点,则,解得,此时;④当时,由图象可知,函数与函数在上的图象只有个交点,函数与函数在上的图象必有个交点,此时,函数有个零点,合乎题意.综上所述,实数的取值范围是.故答案为:.【提分秘籍】利用导数解决函数零点问题的方法:(1)直接法:先对函数求导,根据导数的方法求出函数的单调区间与极值,根据函数的基本性质作出图象,然后将问题转化为函数图象与轴的交点问题,突出导数的工具作用,体现了转化与化归思想、数形结合思想和分类讨论思想的应用;(2)构造新函数法:将问题转化为研究两函数图象的交点问题;(3)参变量分离法:由分离变量得出,将问题等价转化为直线与函数的图象的交点问题.【变式演练】1.(2023·天津滨海新·统考三模)已知函数,若函数在上恰有三个不同的零点,则的取值范围是.【答案】【分析】根据函数与方程之间的关系转化两个函数图象交点个数问题,利用分段函数的表达式,结合题意将其转化为二次函数根的分布问题,利用数形结合进行求解即可.【详解】当时,,因为恰有三个不同的零点,函数在上恰有三个不同的零点,即有三个解,而无解,故.当时,函数在上恰有三个不同的零点,即,即与的图象有三个交点,如下图,当时,与必有1个交点,所以当时,有2个交点,即,即令在内有两个实数解,,
当时,函数在上恰有三个不同的零点,即,即与的图象有三个交点,如下图,
当时,必有1个交点,当时,与有2个交点,所以,即在上有根,令故,解得:.综上所述:的取值范围是.故答案为:.2.(2020春·陕西西安·高三交大附中分校校考阶段练习)已知函数,若函数恰有4个零点,则实数的取值范围是.【答案】或【分析】先结合的解析式分析的图像,再将问题转化为和的图像在上有四个交点,结合图象,分析得它们有四个交点的情况,从而得解.【详解】因为,当时,,则开口向下,对称轴为,所以在上单调递增,在上单调递减,且,,当时,,,则开口向下,对称轴为,当时,,,则开口向下,对称轴为,所以在上单调递增,,因为函数恰有4个零点,所以和的图像在上有四个交点,又易得过定点,所以和的图像在上的图像大致如下:结合图像可知,当时,与的图像没有交点,不满足题意;当时,随着的增大,直到经过时,与的图像都有四个交点,此时,故;当增大到与的图像在上相切时,它们也有四个交点,联立,消去,得,令,即,即,解得或(舍去);综上:或.故答案为:或.3.(2023·高三课时练习)已知函数,若函数恰有三个零点,则实数的取值范围是.【答案】【分析】根据导函数研究函数的单调性,从而画出的图象,函数恰有三个零点,可转化为函数与有三个交点,数形结合求出与,相切的直线斜率,从而求出的取值范围.【详解】当时,,,在上恒成立,且在时,等号成立,所以在上单调递增,且,当时,单调递减,且,函数恰有三个零点,可转化为函数与有三个交点,画出的图象,所图所示:设直线与,相切时切点为,则,又根据斜率公式可得:,所以,解得:或,当时,,当时,,所以要想函数与有三个交点,直线斜率要介于两切线斜率之间,故故答案为:【题型十三】切线型折线零点求参【典例分析】1.(2021秋·湖北武汉·高三华中科技大学附属中学校考)已知函数,上有两个不同的零点,则的取值范围;【答案】【分析】函数在上有两个不同的零点可化为与在上有两个不同的交点,作函数图象求解.【详解】函数在上有两个不同的零点可化为与在上有两个不同的交点,作函数与的图象如下,结合图象可知,函数的右半部分与函数相交于两个不同交点,而左半部分不能与函数相交;当直线与相切时为一个临界值,设切点为,此时,则;解得;故斜率;故当直线与相切时为另一个临界值,设切点为,此时,则;解得;故斜率故故答案为:2.(2023·全国·高三专题练习)已知函数,若函数有且只有个零点,则实数的取值范围是.【答案】【分析】画出函数图像,的图像是在轴下方的部分向上翻折形成,考虑,,三种情况,根据相切计算斜率,结合图像得到答案.【详解】的图像是在轴下方的部分向上翻折形成,画出函数图像,如图所示:当时,,有两个零点,不满足;当时,过点,与相切与点,,故,即,解得,,根据图像知当时,有且只有个零点;当时,,过点,与相切与点,,故,即,解得,,根据图像知,当,即时,有且只有个零点;综上所述:当时,有且只有个零点.故答案.【变式演练】1.(2023春·天津·高二天津市西青区杨柳青第一中学校联考期末)已知函数,若函数有三个零点,则实数的取值范围是.【答案】【分析】数形结合,分析与的交点个数为3时实数的取值范围即可.【详解】由题意,函数有三个零点即有三个解,即与的交点个数为3.作出与的图象,易得当时不成立,故.当时与必有一个交点,则当有2个交点.当时,因为恒过定点,此时与或有2个交点.①当与有2个交点时,考虑临界条件,当与相切时,.设切点,则,解得,此时切点,;又最高点为,故此时.故.②当与有2个交点时,考虑临界条件,当与相切时,,即,此时,即,解得,由图可得,故.此时综上故答案为:.2.(2022·全国·高三专题练习)已知函数对于任意,都有,且当时,.若函数恰有3个零点,则的取值范围是.【答案】【分析】把函数零点问题转化为函数图像交点问题,由,可以画出函数以及,根据的情况分类讨论,结合函数图像的交点,即可得解.【详解】由对任意都成立,所以函数的图像关于直线对称,先作出函数在上的图像,再作出这部分图像关于直线对称的图像,得函数的图像,如图所示:令,得,令,则函数的零点个数即函数的图像与函数的图像的交点个数,因为,所以的图像关于轴对称,且恒过定点,当函数的图像过点时,,过点作函数的图像的切线,设切点为处的切线方程为,又切线过点,所以,所以切线的斜率为,即当时,的图像与函数的图像相切,由图可知,当且仅当时,和恰有3个交点,即恰三个零点.故答案为:3.(2020·江苏镇江·统考三模)已知函数,若函数有三个零点,则实数k的取值范围是.【答案】【分析】先作图,再求分界线对应k的值,结合图象确定取值范围.【详解】作与图象,由得由得,对应图中分界线①;由过点得,对应图中分界线②;当与相切于时,因为,所以,对应图中分界线③;因为函数有三个零点,所以实数k的取值范围是故答案为:【题型十四】类周期型函数零点求参【典例分析】1.(2021秋·四川成都·高三四川省成都市玉林中学校考期中)已知且函数恰有3个不同的零点,则实数的取值范围是.【答案】【分析】函数恰有3个不同的零点,即方程恰有3个不同的实数根,即函数的图象与函数的图象恰有3个不同的的交点.在同一坐标系内画出函数的图象与函数的图象,数形结合求解.【详解】在同一坐标系内画出函数的图象与函数的图象,如图所示由图可知,.直线的方程为,由,得,,设方程的两根为,则,,直线与函数的图象有两个交点.由题意,函数的图象与函数的图象恰有3个不同的的交点,由图可得或,或,所以实数的取值范围是.故答案为:.2.(2020·全国·高三专题练习)已知定义域为的函数满足:当时,,且对任意的恒成立,若函数在区间内有6个零点,则实数的取值范围是.【答案】【解析】若函数在区间内有6个零点,则与的图象在区间内有6个交点.画出函数的图象,数形结合可得答案.【详解】对恒成立,函数的周期为2.又当时,函数的图象如下图所示:令函数,则,若函数在区间内有6个零点,则与的图象在区间内有6个交点.恒过点,过,点的直线斜率为,过,点的直线斜率为,根据图象可得:故答案为:【提分秘籍】上下平移【变式演练】1.(2020·江苏·高三专题练习)已知函数如果函数恰有2个不同的零点,那么实数的取值范围是.【答案】【解析】根据题意,分析函数的解析式,作出其在区间,上的图象,而的函数图象是过定点的直线;若函数恰有2个不同的零点,则函数与直线有2个交点,结合图象分析可得答案.【详解】解:根据题意,由函数的解析式,在区间,上,;当时,,,则区间,上,;当时,,,则区间,上,;当时,,,则区间,上,;当时,,,则区间,上,,在区间,,,其图象如图:的函数图象是过定点的直线,若函数恰有2个不同的零点,则函数与直线有2个交点,当直线经过点,可得,即有,满足题意;当直线经过点,可得;当直线经过点,可得,即有,满足题意.综上可得的范围是.故答案为:.2.(2022·四川成都·成都七中校考三模)对于函数,有下列4个命题:①任取,都有恒成立;②,对于一切恒成立;③函数有3个零点;④对任意,不等式恒成立.则其中所有真命题的序号是.【答案】①③④【分析】因为,定义域为,以长度为变化区间的正弦类型的曲线,且当时,后面每个周期都是前一个周期振幅的,根据相应性质判断命题即可求得答案.【详解】对于①,如图:任取当,当,,,,恒成立故①正确.对于②,,故②错误.对于③,的零点的个数问题,分别画出和的图像如图:和图像由三个交点.的零点的个数为:.故③正确.对于④,设,
,令在,可得:当时,,,,若任意,不等式恒成立,即,可得求证:当,,化简可得:设函数,则当时,单调递增,可得即:综上所述,对任意,不等式恒成立.故④正确.3.(2023·全国·高三专题练习)已知函数,如果函数恰有三个不同的零点,那么实数的取值范围是【答案】【分析】先求出函数的解析式,作出函数的图象,由题得有三个不同的实根,数形结合分析得到实数k的取值范围.【详解】当1<x≤2时,f(x)=-x+2,当时,1<2x≤2,所以f(x)=,当时,<2x≤1,所以f(x)=,当时,<2x≤,所以f(x)=,当时,<2x≤,所以f(x)=,所以函数的图象为:
其图象为线段PA,EB,GC,HD,,(不包括上端点A,B,C,D,)直线y=k(x-1)表示过定点P(1,0)的直线系,由题得C(),D(),当直线在PD(可以取到)和直线PC(不能取到)之间时,直线和函数f(x)的图象有三个不同的交点,由题得.所以k的取值范围为.故答案为高考真题对点练一、单选题1.(2023·全国·统考高考真题)函数存在3个零点,则的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】写出,并求出极值点,转化为极大值大于0且极小值小于0即可.【详解】,则,若要存在3个零点,则要存在极大值和极小值,则,令,解得或,且当时,,当,,故的极大值为,极小值为,若要存在3个零点,则,即,解得,故选:B.2.(2022·全国·统考高考真题)设函数在区间恰有三个极值点、两个零点,则的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】由的取值范围得到的取值范围,再结合正弦函数的性质得到不等式组,解得即可.【详解】解:依题意可得,因为,所以,要使函数在区间恰有三个极值点、两个零点,又,的图象如下所示:
则,解得,即.故选:C.3.(2021·天津·统考高考真题)设,函数,若在区间内恰有6个零点,则a的取值范围是(
)A.B.C. D.【答案】A【分析】由最多有2个根,可得至少有4个根,分别讨论当和时两个函数零点个数情况,再结合考虑即可得出.【详解】最多有2个根,所以至少有4个根,由可得,由可得,(1)时,当时,有4个零点,即;当,有5个零点,即;当,有6个零点,即;(2)当时,,,当时,,无零点;当时,,有1个零点;当时,令,则,此时有2个零点;所以若时,有1个零点.综上,要使在区间内恰有6个零点,则应满足或或,则可解得a的取值范围是.4.(2020·天津·统考高考真题)已知函数若函数恰有4个零点,则的取值范围是(
)A.B.C. D.【答案】D【分析】由,结合已知,将问题转化为与有个不同交点,分三种情况,数形结合讨论即可得到答案.【详解】注意到,所以要使恰有4个零点,只需方程恰有3个实根即可,令,即与的图象有个不同交点.因为,当时,此时,如图1,与有个不同交点,不满足题意;当时,如图2,此时与恒有个不同交点,满足题意;当时,如图3,当与相切时,联立方程得,令得,解得(负值舍去),所以.综上,的取值范围为.故选:D.【点晴】本题主要考查函数与方程的应用,考查数形结合思想,转化与化归思想,是一道中档题.5.(2019·浙江·高考真题)已知,函数,若函数恰有三个零点,则A.B.C. D.【答案】C【分析】当时,最多一个零点;当时,,利用导数研究函数的单调性,根据单调性画函数草图,根据草图可得.【详解】当时,,得;最多一个零点;当时,,,当,即时,,在,上递增,最多一个零点.不合题意;当,即时,令得,,函数递增,令得,,函数递减;函数最多有2个零点;根据题意函数恰有3个零点函数在上有一个零点,在,上有2个零点,如图:且,解得,,.故选.6.(2014·重庆·高考真题)已知函数内有且仅有两个不同的零点,则实数的取值范围是A.B.C. D.【答案】A【详解】试题分析:令,分别作出与的图像如下,由图像知是过定点的一条直线,当直线绕着定点转动时,与图像产生不同的交点.当与相切时,设切点为,由,则切线方程为,则,解得,此时当直线在轴和直线及切线和直线之间时,与图像产生两个交点,此时或故答案选.7.(2014·全国·高考真题)已知函数,若存在唯一的零点,且,则的取值范围是A. B. C. D.【答案】C【详解】试题分析:当时,,函数有两个零点和,不满足题意,舍去;当时,,令,得或.时,;时,;时,,且,此时在必有零点,故不满足题意,舍去;当时,时,;时,;时,,且,要使得存在唯一的零点,且,只需,即,则,选C.考点:1、函数的零点;2、利用导数求函数的极值;3、利用导数判断函数的单调性.8.(2018·全国·高考真题)已知函数.若g(x)存在2个零点,则a的取值范围是A.[–1,0) B.[0,+∞) C.[–1,+∞) D.[1,+∞)【答案】C【详解】分析:首先根据g(x)存在2个零点,得到方程有两个解,将其转化为有两个解,即直线与曲线有两个交点,根据题中所给的函数解析式,画出函数的图像(将去掉),再画出直线,并将其上下移动,从图中可以发现,当时,满足与曲线有两个交点,从而求得结果.详解:画出函数的图像,在y轴右侧的去掉,再画出直线,之后上下移动,可以发现当直线过点A时,直线与函数图像有两个交点,并且向下可以无限移动,都可以保证直线与函数的图像有两个交点,即方程有两个解,也就是函数有两个零点,此时满足,即,故选C.9.(2015·天津·高考真题)已知函数,函数,其中,若函数恰有4个零点,则的取值范围是()A. B. C. D.【答案】D【详解】函数恰有4个零点,即方程,即有4个不同的实数根,即直线与函数的图象有四个不同的交点.又做出该函数的图象如图所示,由图得,当时,直线与函数的图象有4个不同的交点,故函数恰有4个零点时,b的取值范围是故选D.10.(2013·重庆·高考真题)若,则函数的两个零点分别位于区间A.和内 B.和内C.和内 D.和内【答案】A【详解】试题分析:,所以有零点,排除B,D选项.当时,恒成立,没有零点,排除C,故选A.另外,也可知内有零点.考点:零点与二分法.【思路点晴】如果函数在区间上的图象是连续不断的一条曲线,且有·,那么,函数在区间内有零点,即存在使得,这个也就是方程的根.注意以下几点:①满足条件的零点可能不唯一;②不满足条件时,也可能有零点.③由函数在闭区间上有零点不一定能推出·,如图所示.所以·是在闭区间上有零点的充分不必要条件.二、填空题11.(2023·天津·统考高考真题)若函数有且仅有两个零点,则的取值范围为.【答案】【分析】根据绝对值的意义,去掉绝对值,求出零点,再根据根存在的条件即可判断的取值范围.【详解】(1)当时,,即,若时,,此时成立;若时,或,若方程有一根为,则,即且;若方程有一根为,则,解得:且;若时,,此时成立.(2)当时,,即,若时,,显然不成立;若时,或,若方程有一根为,则,即;若方程有一根为,则,解得:;若时,,显然不成立;综上,当时,零点为,;当时,零点为,;当时,只有一个零点;当时,零点为,;当时,只有一个零点;当时,零点为,;当时,零点为.所以,当函数有两个零点时,且.故答案为:.12.(2022·天津·统考高考真题)设,对任意实数x,记.若至少有3个零点,则实数的取值范围为.【答案】【分析】设,,分析可知函数至少有一个零点,可得出,求出的取值范围,然后对实数的取值范围进行分类讨论,根据题意可得出关于实数的不等式,综合可求得实数的取值范围.【详解】设,,由可得.要使得函数至少有个零点,则函数至少有一个零点,则,解得或.①当时,,作出函数、的图象如下图所示:此时函数只有两个零点,不合乎题意;②当时,设函数的两个零点分别为、,要使得函数至少有个零点,则,所以,,解得;③当时,,作出函数、的图象如下图所示:由图可知,函数的零点个数为,合乎题意;④当时,设函数的两个零点分别为、,要使得函数至少有个零点,则,可得,解得,此时.综上所述,实数的取值范围是.故答案为:.13.(2021·北京·统考高考真题)已知函数,给出下列四个结论:①若,恰有2个零点;②存在负数,使得恰有1个零点;③存在负数,使得恰有3个零点;④存在正数,使得恰有3个零点.其中所有正确结论的序号是.【答案】①②④【分析】由可得出,考查直线与曲线的左、右支分别相切的情形,利用方程思想以及数形结合可判断各选项的正误.【详解】对于①,当时,由,可得或,①正确;对于②,考查直线与曲线相切于点,对函数求导得,由题意可得,解得,所以,存在,使得只有一个零点,②正确;对于③,当直线过点时,,解得,所以,当时,直线与曲线有两个交点,若函数有三个零点,则直线与曲线有两个交点,直线与曲线有一个交点,所以,,此不等式无解,因此,不存在,使得函数有三个零点,③错误;对于④,考查直线与曲线相切于点,对函数求导得,由题意可得,解得,所以,当时,函数有三个零点,④正确.故答案为:①②④.最新模考真题一、单选题1.(2023·贵州贵阳·校联考三模)已知函数,其中,若在区间内恰好有4个零点,则a的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根据参数的范围,讨论两段函数的零点情况,利用二次函数与三角函数的图象与性质,结合端点满足的条件,即可求解.【详解】由函数,其中,当时,对任意,函数在内最多有1个零点,不符题意,所以,当时,,由可得或,则在上,有一个零点,所以在内有3个零点,即在内有3个零点,因为,所以,,所以,解得,综上所述,实数的取值范围为.故选:C.2.(2023·福建福州·福州四中校考模拟预测)已知函数,若有且仅有两个零点,则实数的取值范围为(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】将题意转化为与存在两个交点,令,对求导,令或者,求出斜率为的切线方程,即可求出两条切线在轴上的截距,可得实数的取值范围.【详解】解析:由可知,即与存在两个交点,令,则,令,解得:,令,解得,所以在上单调递增,在上单调递减,令,解得,则在处的切线方程为;令,解得,则在处的切线方程为,所以与的图象如下表:
且这两条切线在轴上的截距分别为实数的取值范围为.故选:A.3.(2023·江苏镇江·扬中市第二高级中学校考模拟预测)函数,若有个零点,则的取值范围是(
)A.B.C. D.【答案】D【分析】由可得出或,数形结合可知直线与函数的图象有两个交点,从而可知直线与函数有两个零点,结合图形可得出实数的取值范围.【详解】由,可得,解得或,如下图所示:
由图可知,直线与函数的图象有两个交点,又因为函数有四个零点,故直线与函数有两个零点,且,所以,且,因此,实数的取值范围是.故选:D.4.(2023·陕西商洛·镇安中学校考模拟预测)已知函数,,记函数,若函数恰有三个不同的零点,且,则的最大值为(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根据已知条件画出函数图像,得到与的交点的横坐标一个在上,另一个在上,转化为研究,的最值问题,利用导数研究即可解决.【详解】由的解析式,可知在上单调递增,且值域为,在上单调递增,且值域为,函数的图像如图所示,所以在的值域上,任意函数值都有两个值与之对应,在值域上,任意函数值都有一个值与之对应.要使恰有三个不同的零点,则与的交点的横坐标一个在上,另一个在上,由的图像开口向上且对称轴为,易知,此时,且,结合的图像及,得,则,所以,且,令,,则.当时,单调递增;当时,单调递减.所以,故的最大值为.5.(2024·安徽黄山·屯溪一中校考模拟预测)已知函数,若函数有三个零点,则实数的取值范围是(
)A.B.C. D.【答案】C【分析】作出函数与函数的图像,讨论曲线与曲线,相切以及过点的情况,求出对应的实数的值,利用数形结合思想可求得的取值范围.【详解】作出与的图像,如图所示,
由,整理得,当直线与圆相切时,则,解得,对应图中分界线①的斜率;再考虑直线与曲线相切,设切点坐标为,对函数求导得,则所求切线的斜率为,所求切线即直线方程为,直线过定点,将代入切线方程得,解得,所以切点坐标为,所以,对应图中分界线③的斜率;当直线过点时,则,解得,对应图中分界线②的斜率.由于函数有三个零点,由图可知,实数的范围为.故选:C6.(2023·全国·模拟预测)设函数,则(
)A.若在区间(-2,-1)和(-1,0)都有零点,则在区间(0,1)也有零点B.若在区间(-2,-1)和(-1,0)都有零点,则在区间(0,1)没有零点C.若在区间(-2,-1)和(-1,0)都没有零点,则在区间(0,1)有零点D.若在区间(-2,-1)和(-1,0)都没有零点,则在区间(0,1)也没有零点【答案】A【分析】函数分段去绝对值,利用导数分类讨论函数单调性,根据零点存在定理判断零点所在区间.【详解】去绝对值可得.时,,因此函数在单调递增;时,.(i)时,,因此在单调递增.当时,,,因此在区间有零点,且在区间和都没有零点;当时,,故在区间和都没有零点,故C选项和D选项均错误.(ii)时,令得,因此函数在区间单调递减,在单调递增.当时,.(1)时,在区间存在唯一零点,而在区间没有零点.(2)时,在区间没有零点.当时,.①时,,因此在区间和都有零点,此时,故在区间也有零点.②时,在区间没有零点.综上所述,本题正确答案是A.故选:A7.(2023·山东济南·统考三模)已知函数若函数有四个不同的零点,则实数的取值范围为(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】将函数有四个不同的零点,转化为函数与图象由四个交点,再数形结合即可
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