一、选择题1.若函数2()f x x x a =--有四个零点,则关于x 的方程210ax x ++=的实根个数为( ) A .0B .1C .2D .不确定2.已知函数()22020,0,,0,x x f x x x x <⎧=⎨-≥⎩若关于x 的方程()()21610f x kf x ++=有四个不同的实数根,则k 的取值范围为( ) A .(4,)+∞B .(8,)+∞C .(,4)-∞-D .(,8)-∞-3.已知关于x 的方程2(3)10ax a x +-+=在区间1(,)2+∞上存在两个实数根,则实数a 的取值范围是( ) A .2332a << B .213a < C .9aD .293a < 4.已知函数24,?0()7,?0x f x x x x x ⎧<⎪=⎨⎪-≥⎩,()()g x f x x a =+-,若()g x 存在两个零点,则a的取值范围是( ) A .(﹣4,0] B .(-∞,﹣9) C .(-∞,﹣9)(﹣4,0]D .(﹣9,0]5.已知函数21,1()1,1x x x f x x x⎧-+<⎪=⎨⎪⎩,若函数()y f x a =-有三个零点,则实数a 的取值范围为( )A .3[4,1]B .3(4,1)C .(0,1)D .3(4,)+∞6.已知关于x 的方程|2|1x m -=有两个不等实根,则实数m 的取值范围是( ) A .(-∞,1]-B .(,1)-∞-C .[1,)+∞D .(1,)+∞7.新冠肺炎疫情防控中,核酸检测是新冠肺炎确诊的有效快捷手段.某医院在成为新冠肺炎核酸检测定点医院并开展检测工作的第n 天,每个检测对象从接受检测到检测报告生成平均耗时()t n (单位:小时)大致服从的关系为()0n N t n n N <=≥(0t 、0N 为常数).已知第16天检测过程平均耗时为16小时,第64天和第67天检测过程平均耗时均为8小时,那么可得到第49天检测过程平均耗时大致为( ) A .16小时 B .11小时 C .9小时D .8小时8.对任意实数a ,b 定义运算“”:,1,1b a b ab a a b -≥⎧=⎨-<⎩,设()()()214f x x x k =-++,若函数()f x 的图象与x 轴恰有三个交点,则k 的取值范围是( ) A .[)2,1-B .[]0,1C .(]0,1D .()2,1-9.下列函数中,既是偶函数又存在零点的是( ) A .y =lnxB .21y x =+C .y =sinxD .y =cosx10.统计学家克利夫兰对人体的眼睛详细研究后发现;我们的眼睛看到图形面积的大小与此图形实际面积的0.7次方成正比.例如:大图形是小图形的3倍,眼睛感觉到的只有0.73(约2.16)倍.观察某个国家地图,感觉全国面积约为某县面积的10倍,那么这国家的实际面积大约是该县面积的(lg 20.3010≈,lg30.4771=,lg70.8451≈)( ) A .l 8倍B .21倍C .24倍D .27倍11.某工厂生产某产品2019年每月生产量基本保持稳定,2020年由于防疫需要2、3、4、5月份停产,6月份恢复生产时月产量仅为去年同期的一半,随着疫情缓解月产量逐步提高.该工厂如果想8月份产量恢复到去年同期水平,那么该工厂从6月开始月产量平均增长率至少需到达多少个百分点?( ) A .25B .35C .42D .5012.已知函数,0()ln ,0x e x f x x x ⎧≤=⎨>⎩,若函数g (x )=f (x )+2x +ln a (a >0)有2个零点,则数a 的最小值是( )A .1eB .12C .1D .e二、填空题13.已知函数22122,0()2log ,0x x x f x x x ⎧++≤⎪=⎨⎪>⎩,若关于x 的方程()f x a =有四个不同的解1x ,2x ,3x ,4x ,且1234x x x x <<<,则212344x x x x x ++的取值范围是____________. 14.已知函数2log ,02()25(),239x x x f x x <<⎧⎪=⎨+≥⎪⎩,若函数g (x )=f (x )-k 有两个不同的零点,则实数k的取值范围是________.15.已知函数()2log ,02 sin ,2104x x f x x x π⎧<<⎪=⎨⎛⎫≤≤ ⎪⎪⎝⎭⎩,若1234x x x x <<<且()()()()1234f x f x f x f x ===,则()()341222x x x x --的取值范围为____________.16.若y a x =的图象与直线y x a =+(0a >)有两个不同交点,则a 的取值范围是__________.17.函数()()23xf x x e =-,关于x 的方程()()210fx mf x -+=恰有四个不同的实数解,则正数m 的取值范围为______.18.关于x 的方程()2310xx x e b -+-=恰好有3个实数根,则实数b 的取值范围是__________.19.设函数31()(2)()2xf x x =+-的零点在区间(,1)n n +(n Z ∈)上,则n =______.20.已知()14f x x=-,若存在区间[]()0a b ⊆+∞,,,使得()[]{}[]|y y f x x a b ma mb =∈=,,,.则实数m 的取值范围是__________.三、解答题21.已知函数()f x 为偶函数,当0x ≥时,()11x x e f x e -=+.(1)求当0x <时,函数()f x 的解析式; (2)判断函数()f x 在(),0-∞上的单调性并证明;(3)设函数()()()2g x f ax f x a =--+,使函数()g x 有唯一零点的所有a 构成的集合记为M ,求集合M .22.有A 、B 两城相距120km ,某天然气公司计划修建一条管道为两城供气,并在两城之间设立供气站点D (如图),为保证城市安全,规定站点D 距两城市的距离均不得少于15km .又已知A 城一边有段10km 长的旧管道AC ,准备改造利用,改造费用为5万元//km ,其余地段都要新建,新建的费用(含站点D )与站点D 到A 、B 两城方向上新修建的长度的平方和成正比.........,并且当站点D 距A 城距离为40km 时,新建的费用为1825万元.设站点D 距A 城的距离为km x ,A ,B 两城之间天然气管道的建设总费用为y 万元.(1)求y 与x 之间的函数关系式,并写出其定义域;(2)天然气站点D 距A 城多远时,建设总费用最小?最小总费用多少?23.某种商品的市场需求量1y (万件)、市场供应量2y (万件)与市场价格x (元/件)分别近似地满足下列关系:180y x =-+,2210y x =-,其中580x ≤≤,当12y y =时的市场价格称为市场平衡价格,此时的需求量称为平衡需求量. (1)求平衡价格和平衡需求量.(2)若该商品的市场销售量P (万件)是市场需求量1y 和市场供应量2y 两者中的较小者,该商品的市场销售额W (万元)等于市场销售量P 与市场价格x 的乘积.当市场价格x 取何值时,市场销售额W 取得最大值,并求出最大值.24.某工厂生产某产品x 件所需成本费用为P 元,且2110005,10P x x =++而每件售出的价格为Q 元,其中(),xQ a a b R b=+∈. (1)问:该工厂生产多少件产品,使得每件产品所需成本费用最少?(2)若生产出的产品能全部售出,且当产量为150件时利润最大,此时每件价格为30,求a b 、的值.25.宜城市流水镇是全国闻名的西瓜基地,流水西瓜含糖量高,口感好,多次入选全国农博会并获金奖,畅销全国12省百余个大中城市.实践证明西瓜的产量和品质与施肥关系极大,现研究发现该镇礼品瓜“金皇后”的每亩产量L (单位:百斤)与施用肥料x (单位:百斤)满足如下关系:238(2),02()603,312x x L x x x x ⎧+<≤⎪⎪=⎨⎪<≤⎪+⎩,肥料成本投入为5x (单位:百元),其它成本投入为10x (单位:百元).已知“金皇后”的市场批发价为2元/斤,且销路畅通供不应求,记每亩“金皇后”的利润为()f x (单位:百元). (1)求()f x 的函数关系式;(2)当施用肥料为多少斤时,每亩“金皇后”的利润最大,最大利润是多少元?1.414≈).26.已知()y f x =(x D ∈,D 为此函数的定义域)同时满足下列两个条件:①函数()f x 在D 内单调递增或单调递减;②如果存在区间[,]a b D ⊆,使函数()f x 在区间[,]a b 上的值域为[,]a b ,那么称()y f x =,x D ∈为闭函数(1)判断函数2()1((0,))f x x x x =+-∈+∞是否为闭函数?并说明理由; (2)求证:函数3y x =-([1,1]x ∈-)为闭函数;(3)若0)y k k =+<是闭函数,求实数k 的取值范围【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【分析】由()0f x =可得出2x x a =-,将问题转化为曲线2yx 与曲线y x a =-有4个交点,数形结合可求得实数a 的取值范围,进而结合判别式可判断出方程210ax x ++=的实数根个数. 【详解】由()0f x =可得出2x x a =-,作出函数2yx 与函数y x a =-的图象如下图所示:,,x a x a y x a x a x a-≥⎧=-=⎨-+<⎩,若使得函数()2f x x x a =--有4个零点,则直线y x a =-与y x a =-+均与函数2y x 的图象有两个交点, 联立2y x a y x =-⎧⎨=⎩可得20x x a -+=,1140a ∆=->,解得14a <, 联立2y x a y x =-+⎧⎨=⎩可得20x x a +-=,2140a ∆=+>,解得14a >-, 当0a =时,则()()21f x x x xx =-=-,令()0f x =,可得0x =或1x =±,此时,函数()y f x =只有3个零点,不合乎题意. 综上所述,实数a 的取值范围是11,00,44⎛⎫⎛⎫-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 对于二次方程210ax x ++=,140a ∆=->, 因此,关于x 的二次方程210ax x ++=有两个实根. 故选:C. 【点睛】方法点睛:本题考查根据方程实数根的个数求参数的取值范围,一般可采用1.直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后观察求解,此时需要根据零点个数合理寻找“临界”情况,特别注意边界值的取舍.2.B解析:B 【分析】设()f x t =,可得方程21610t kt ++=有两个不同的实数根214t <- ,1104t -<<,再利用一元二次方程根的分布列不等式求解即可. 【详解】作出()f x 的图象如图所示,设()f x t =, 要使方程()()21610fx kf x ++=有四个不同的实数根,则方程()21610g t t kt =++=有两个不同的实数根1t ,2t . 且()1f x t =有三个根,方程()2f x t =有一个根, 由图可知,214t <-1104t -<<. 设2()161g t t kt =++,则()10,400,g g ⎧⎛⎫-<⎪ ⎪⎝⎭⎨⎪>⎩,解得8k >. 故选:B.【点睛】函数零点的几种等价形式:函数()()y f x g x =-的零点⇔函数()()y f x g x =-在x 轴的交点⇔方程()()0f x g x -=的根⇔函数()y f x =与()y g x =的交点.3.B解析:B可设2()(3)1f x ax a x =+-+,0a ≠,讨论0a >,0a <,结合对称轴与区间的关系和1()2f 的符号、判别式的符号,解不等式可得所求范围. 【详解】解:方程有两个实数根,显然0a ≠,可设2()(3)1f x ax a x =+-+,对称轴是32ax a-=, 当0a >时,要使二次方程在区间1(,)2+∞上有两个实数根,如图所示,则需3122a a ->,且113()10242a f a -=++>,且2(3)40a a ∆=--, 即为302a <<且23a >,且9a 或1a ,则213a <;当0a <时,要使二次方程在区间1(,)2+∞上有两个实数根,如图所示,则需3122a a ->,且113()10242a f a -=++<,且2(3)40a a ∆=--, 即为302a <<且23<a ,且9a 或1a ,则a ∈∅.综上可得,a 的取值范围是213a <.故选:B . 【点睛】本题解题关键是结合二次函数的图象特征研究二次方程根的分布,分类讨论借助图象准确列出不等关系,突破难点.4.C【分析】令()()0g x f x x a =+-=,将()g x 存在两个零点,转化为两函数24,?0,6,?0x x y a y x x x x ⎧+<⎪==⎨⎪-≥⎩有两个交点,在同一坐标系中,作出两个函数的图象,利用数形结合法求解. 【详解】令()()0g x f x x a =+-=,得24,?06,?0x x a x x x x ⎧+<⎪=⎨⎪-≥⎩,令24,?0,6,?0x x y a y x x x x ⎧+<⎪==⎨⎪-≥⎩,在同一坐标系中,作出两个函数的图象,如图所示:因为()g x 存在两个零点, 由图象可得:a <﹣9或﹣4<a ≤0, 故选:C 【点睛】方法点睛:函数零点问题:若方程可解,通过解方程即可得出参数的范围,若方程不易解或不可解,则将问题转化为构造两个函数,利用两个函数图象的关系求解,这样会使得问题变得直观、简单,这也体现了数形结合思想的应用.5.B解析:B 【分析】画出函数21,1()1,1x x x f x x x⎧-+<⎪=⎨⎪⎩的图象,函数()y f x a =-有三个零点等价于()y f x =与y a=的图象有3个不同交点,数形结合得答案.【详解】作出函数21,1 ()1,1x x xf xxx⎧-+<⎪=⎨⎪⎩的图象如图,函数()y f x a=-有三个零点,即()y f x=与y a=的图象有3个不同交点,由图可知,实数a的取值范围为3(4,1).故选:B.【点睛】方法点睛:由零点求参数范围:若方程可解,通过解方程即可得出参数的范围,若方程不易解或不可解,则将问题转化为构造两个函数,利用两个函数图象的关系求解,这样会使得问题变得直观、简单,这也体现了数形结合思想的应用.6.D解析:D【分析】分离参数,再根据指数函数性质求出.【详解】解:21x m-=或21x m-=-,即21xm=-,或者21xm=+,当211xm=->-时,有一个解,当211xm=+>时,有一个解,所以1m时,方程|2|1x m-=有两个不等实根,故选:D.【点睛】考查方程根的个数问题,利用了分类讨论法,分离参数法,属于中档题.7.C解析:C【分析】根据题意求得0t和0N的值,然后计算出()49t的值即可得解.【详解】由第64天和第67天检测过程平均耗时均为8小时知,016N <, 所以1616=,得064t =.又由8N =知,064N =,所以当49n =时,()64499749t ==≈, 故选:C . 【点睛】本题考查分段函数模型的应用,求出0t 和0N 的值是解题的关键,考查计算能力,属于中等题.8.A解析:A 【分析】利用新定义化简()f x 解析式,做出()g x 的函数图象,根据图象即可得出k 的范围. 【详解】解:有题意:21(4)1x x --+,解得:2x -或3x ,所以()24,(,2][3,)1,(2,3)x k x f x x k x ++∈-∞-⋃+∞⎧=⎨-+∈-⎩,令()24,(,2][3,)1,(2,3)x x g x x x +∈-∞-⋃+∞⎧=⎨-∈-⎩画出()g x 的函数图象,如图:因为函数()f x 的图象与x 轴恰有三个交点, 所以()y g x k =+有三个零点, 由图可得:21k -<. 故选:A . 【点睛】本题考查根据零点个数求参数的范围,求解一元二次不等式,是中档题.9.D解析:D【详解】选项A :ln y x =的定义域为(0,+∞),故ln y x =不具备奇偶性,故A 错误; 选项B :21y x =+是偶函数,但210y x =+=无解,即不存在零点,故B 错误; 选项C :sin y x =是奇函数,故C 错; 选项D :cos y x =是偶函数, 且cos 02y x x k ππ==⇒=+,k z ∈,故D 项正确.考点:本题主要考查函数的奇偶性和零点的概念.10.D解析:D 【分析】根据已知条件可构造出函数关系式,进而得到0.710x =,根据对数运算法则可解方程求得近似值. 【详解】由题意可知,看到图形面积大小y 与图形实际面积x 之间满足0.7y x=∴若看到全国面积约为某县面积的10倍,则0.710x =,解得:10lg 1.437x =≈ lg 273lg3 1.43=≈ 27x ∴≈故选:D 【点睛】本题考查利用函数模型求解实际问题,关键是能够根据已知条件构造出合适的函数模型,结合对数运算性质求得结果.11.C解析:C 【分析】设该工厂从6月开始月产量平均增长率至少需到达x ,8月份产量去年同期水平为a ,则21(1)2a x a +=.由此能求出该工厂从6月开始月产量平均增长率至少需到达多少个百分点. 【详解】设该工厂从6月开始月产量平均增长率至少需到达x ,8月份产量去年同期水平为a ,则21(1)2a x a +=.解得10.41442%x =≈≈.∴该工厂从6月开始月产量平均增长率至少需到达42个百分点.故选:C . 【点睛】本题考查百分点的求法,考查等比数列的性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.12.A解析:A 【分析】令()0g x =,将问题转化为函数()f x 与函数()2ln 0y x a a =-->的图象有两个不同的交点来求解. 【详解】令()0g x =得()2ln f x x a =--,若()g x 有两个零点,则函数()f x 与函数()2ln 0y x a a =-->的图象有两个不同的交点.画出函数()f x 与函数()2ln 0y x a a =-->的图象如下图所示,当直线过点()0,1时,两个函数图象有两个交点,此时1120ln a a e=-⨯-⇒=.由图可知,当直线向下平移时,可使两个函数图象有两个交点,所以1ln 1a a e -≤⇒≥,所以a 的最小值为1e. 故选:A【点睛】本小题主要考查函数零点问题的求解,考查数形结合的数学思想方法,属于中档题.二、填空题13.【分析】作出函数的图象及直线它们的交点的横坐标即为由图象可得出它们的性质:范围关系然后现求的范围【详解】解:作出函数的图象如图所示(1)由解得或(2)关于直线对称则综上由函数在上单调递增可得故答案为 解析:(3,3]-【分析】作出函数()f x 的图象及直线y a =,它们的交点的横坐标即为1234,,,x x x x ,由图象可得出它们的性质:范围,关系.然后现求212344x x x x x ++的范围. 【详解】解:作出函数22122,0()2log ,0x x x f x x x ⎧++≤⎪=⎨⎪>⎩的图象如图所示(1)由2|log |2x =解得14x =或4x =,123410144x x x x ∴<≤<≤<<≤,3422|log ||log |x x =,2324log log x x ∴-=,341x x ∴=,(2)12,x x 关于直线2x =-对称,则124x x +=-,综上,2123444444(14)x x x x x x x x ++=-<≤.由函数4y x x-=+在(1,4]上单调递增,可得212344(3,3]x x x x x ++∈-. 故答案为:(3,3]-. 【点睛】方法点睛:本题考查方程根的分布问题,解题关键是作出函数图象与直线,把方程的根转化为函数图象与直线交点横坐标,从图象易得它们的性质.从而求得结论.14.【分析】作出函数f(x)的图象将函数g(x)=f(x)-k 有两个不同的零点转化为y=f(x)y=k 的图象又两个不同的交点求解【详解】函数的图象如图所示:若函数g(x)=f(x)-k 有两个不同的零点等解析:5,19⎛⎫⎪⎝⎭【分析】作出函数f (x ),的图象,将函数g (x )=f (x )-k 有两个不同的零点,转化为y =f (x ),y =k 的图象又两个不同的交点求解. 【详解】函数2log,02 ()25(),239xx xf xx<<⎧⎪=⎨+≥⎪⎩的图象如图所示:若函数g(x)=f(x)-k有两个不同的零点,等价于y=f(x),y=k的图象又两个不同的交点,由图知:519k<<故答案为:5,19⎛⎫⎪⎝⎭【点睛】方法点睛:由函数零点或个数求参数范围问题:若方程可解,通过解方程即可得出参数的范围;若方程不易解或不可解,则将问题转化为构造两个函数,利用两个函数图象的关系求解,这样会使得问题变得直观、简单,这也体现了数形结合思想的应用.15.【分析】根据解析式画出函数图象去绝对值并结合对数的运算性质求得根据正弦函数的对称性求得将化为结合二次函数的性质即可得出结果【详解】函数画出函数图象如下图所示:由函数图象可知若则因为与关于对称则且去绝解析:()0,12【分析】根据解析式,画出函数图象.去绝对值并结合对数的运算性质求得12x x⋅,根据正弦函数的对称性求得34x x+,将()()341222x xx x--化为2441220x x-+-,结合二次函数的性质,即可得出结果.【详解】函数()2log,02sin,2104x xf xx xπ⎧<<⎪=⎨⎛⎫≤≤⎪⎪⎝⎭⎩,画出函数图象如下图所示:由函数图象可知,若()()()()1234f x f x f x f x k ====,则()0,1k ∈, 因为1234x x x x <<<,3x 与4x 关于6x =对称, 则2122log log x x =,3412x x +=,且4810x <<, 去绝对值化简可得2122log log x x -=,即2122log log 0x x +=,由对数运算可得()212log 0x x ⋅= 所以121x x ⋅=,则()()()3434343412222420x x x xx x x x x x --=-=++-()23444442012201220x x x x x x =-=--=-+-,令21220y x x =-+-,()8,10x ∈,因为21220y x x =-+-是开口向下,对称轴为6x =的二次函数, 所以21220y x x =-+-在()8,10x ∈上单调递减,所以10012020649620y -+-<<-+-, 即012y <<; 即()()()34244122212200,12x x x xx x --=-+-∈故答案为: ()0,12.【点睛】本题考查了分段函数的性质及应用,涉及求二次函数的最值,根据数形结合的方法求解即可,属于中档题.16.【分析】首先根据已知题意画出图形然后根据数形结合分析的取值范围需要注意为的斜率【详解】根据题意的图象如图:结合图象知要想有两个不同交点的斜率要大于的斜率的取值范围是故答案为:【点睛】本题考查函数图象 解析:()1,+∞【分析】首先根据已知题意画出图形,然后根据数形结合分析a 的取值范围,需要注意a 为y ax =的斜率. 【详解】根据题意y a x =的图象如图:()0a >,结合图象知,要想有两个不同交点y ax ∴=的斜率要大于y x a =+的斜率a ∴的取值范围是1a >.故答案为:()1,+∞ 【点睛】本题考查函数图象的交点问题,考查数形结合能力,属于中等题型.17.【分析】先利用导数求出函数的单调区间和极值令由题意可知方程有两个不同的实数根根据数形结合和韦达定理可知一个根在内一个根在内再令因为所以只需由此即可求出的取值范围【详解】解:令得或1当时函数在上单调递解析:3366e m e >+【分析】先利用导数求出函数()f x 的单调区间和极值,令()f x t =,由题意可知,方程210t mt -+=有两个不同的实数根1t ,2t ,根据数形结合和韦达定理可知,一个根在36,e ⎛⎫∞ ⎪⎝⎭内,一个根在36,e ⎛⎫∞ ⎪⎝⎭内,再令()21g t t mt =-+,因为()010g =>,所以只需360g e ⎛⎫< ⎪⎝⎭,由此即可求出m 的取值范围. 【详解】解:()()()()22331x xx x e x f e x x =+-=+-',令()0f x '=得,3x =-或1,当3x <-时,()0f x '>,函数()f x 在(),3-∞-上单调递增,且()0f x >, 当31x -<<时,()0f x '<,函数()f x 在()3,1-上单调递减, 当1x >时,()0f x '>,函数()f x 在()1,+∞上单调递增, 所以()()363f x f e=-=极大值,()()12f x f e ==-极小值, 令()f x t =, 因为关于x 的方程()()210fx mf x -+=恰有四个不同的实数解,所以方程210t mt -+=有两个不同的实数根1t ,2t ,且一个根在360,e ⎛⎫⎪⎝⎭内,一个根在36,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭内,或者两个根都在()2,0e -内,或者一根为36e ,另一根在()2,0e -内;因为m 为正数,所以121t t =,120t t m +=>,所以1t ,2t 都为正根,所以两个根不可能在()2,0e -内,也不可能一根为36e ,另一根在()2,0e -内; 所以实数根1t ,2t ,且一个根在360,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭内,一个根在36,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭内, 令()21g t t mt =-+,因为()010g =>,所以只需360g e ⎛⎫< ⎪⎝⎭,即6336610m e e -+<,得3366e m e>+,即m 的取值范围为:336,6e e ⎛⎫++∞ ⎪⎝⎭.故答案为:336,6e e ⎛⎫++∞ ⎪⎝⎭. 【点睛】本题主要考查了利用导数研究函数的单调性和极值,考查了函数的零点与方程根的关系,是中档题.18.【分析】将方程转化为两个函数与的交点问题通过求导分析函数的单调性和极值画出的图形则问题即可迎刃而解【详解】由题意有:设∴问题转化为与有三个交点∴对进行分析可知:∴令有:或者当有:当有:或者∴在单调递解析:50,e ⎛⎫⎪⎝⎭【分析】将方程转化为两个函数2()(31)x f x x x e =-+与()g x b =的交点问题,通过求导分析函数()f x 的单调性和极值,画出()f x 的图形,则问题即可迎刃而解.【详解】由题意有:设2()(31)x f x x x e =-+,()g x b =, ∴问题转化为()f x 与()g x 有三个交点 ∴对()f x 进行分析可知: 2()(3123)x f x x x x e '=-++- 2(2)x x x e =-- (2)(1)x x x e =-+∴令()0f x '=有:1x =-或者2x =, 当()0f x '<有:12x -<<, 当()0f x '>有:1x <-或者2x >∴()f x 在(,1)-∞-单调递增,在(1,2)-单调递减,在(2,)+∞单调递增; ∴()f x 有极大值5(1)f e'-=,极小值2(2)f e '=-,又∵当x →-∞时,()0f x →, ∴()f x 的图像如下图,故答案为:50,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭【点睛】本题通过求方程中参数的范围,考查了学生运用导数工具处理函数中交点个数问题,也考验了学生用导数作复合函数图像的能力,以及用数形结合思想处理函数交点个数引起的参量的范围问题,对学生要求较高,为中等难度题目.19.【分析】由函数单调性质判断函数是增函数运用零点存在性定理得解【详解】是上增函数是上减函数在上增函数又在上存在零点函数的零点在区间上故答案为:【点睛】本题考查函数零点分布区间判断函数零点分布区间的方法 解析:1-【分析】由函数单调性质判断函数31()(2)()2xf x x =+-是增函数,(1)0f -< ,(0)0f >运用零点存在性定理得解. 【详解】3(2)y x =+是R 上增函数,1()2x y = 是R 上减函数,31()(2)()2x f x x ∴=+-在R 上增函数,又(1)0f -< ,(0)0f >,31()(2)()2x f x x ∴=+-在(1,0)-上存在零点函数31()(2)()2xf x x =+-的零点在区间(,1)n n +上1n ∴=-故答案为:1- 【点睛】本题考查函数零点分布区间. 判断函数零点分布区间的方法:(1)解方程法:当对应方程易解时,可通过解方程确定方程是否有根落在给定区间上; (2)定理法:利用零点存在性定理进行判断;(3)数形结合法:画出相应的函数图象,通过观察图象与x 轴在给定区间上是否有交点来判断,或者转化为两个函数图象在给定区间上是否有交点来判断.20.【分析】依题意在上单调增则(a )(b )从而可得必须有两个不相等的正根利用该方程有二异正根的条件即可求得实数的取值范围【详解】在是增函数在上值域为(a )(b )所以(a )且(b )即且所以且所以必须有两个 解析:(0,4)【分析】依题意,1()4f x x=-在[a ,]b 上单调增,则f (a )ma =,f (b )mb =,从而可得210mx x -+=必须有两个不相等的正根,利用该方程有二异正根的条件即可求得实数m 的取值范围.【详解】 1()4f x x=-在(0,)+∞是增函数, ()f x ∴在[x a ∈,]b 上值域为[f (a ),f (b )]所以f (a )ma =且f (b )mb =, 即14ma a-=且14mb b -=,所以2410ma a -+=且2410mb b -+=,所以2410mx x -+=必须有两个不相等的正根,故0m ≠,∴40101640m mm ⎧>⎪⎪⎪>⎨⎪=->⎪⎪⎩,解得04m <<. ∴实数m 的取值范围是(0,4).故答案为:(0,4). 【点睛】本题主要考查函数单调性的性质,着重考查二次函数根的分布问题,将所求的问题转化为210mx x -+=必须有两个不相等的正根是关键,属于中档题.三、解答题21.(1)()11xxe f x e-=+;(2)函数()f x 在(),0-∞上单调递减,证明见详解;(3){}1,0,1,2M =-.【分析】(1)当0x <时,0x ->,()1111x xx xe ef x e e -----==++,利用函数的奇偶性求解即可;(2)函数()f x 在(),0-∞上单调递减,利用定义证明函数的单调性即可;(3)把函数()g x 有唯一零点的问题转化为方程()()20f ax f x a --+=有唯一的解的问题,利用函数的奇偶性和单调性得到2ax x a =-+,两边平方,利用方程有唯一的解即可得出结果. 【详解】(1)当0x <时,0x ->,又函数()f x 为偶函数,则()()1111x xx x e e f x f x e e-----===++, 所以函数()f x 的解析式为()11xx e f x e-=+; (2)函数()f x 在(),0-∞上单调递减,设任意120x x <<,则()()()()()12212112212111111x x x x x x x x e e e e f x f x e e e e ----=-=++++, 因为x y e =在R 上单调递增,所以12x x e e <,即120x x e e -<,所以()()21f x f x <,所以函数()f x 在(),0-∞上单调递减;(3)因为函数()f x 为偶函数,所以函数()f x 在()0,∞+上单调递减,函数()()()2g x f ax f x a =--+的零点就是方程()()20f ax f x a --+=的解, 因为函数()g x 有唯一零点,所以方程()()20f ax f x a --+=有唯一的解,因为函数()f x 为偶函数, 所以方程变形为:()()2f ax f x a =-+,因为函数()f x 在()0,∞+上单调递减, 所以2ax x a =-+,平方得:()()()22212220a x a x a -+-+-=,当210a -=时,即1a =±,经检验方程有唯一解; 当210a -≠时,()()()222424120a aa ∆=----=,得()22200a a a -=⇒=或2a =,综上可得:集合{}1,0,1,2M =-.【点睛】关键点睛:把函数()g x 有唯一零点的问题转化为方程()()20f ax f x a --+=有唯一的解的问题是解决本题的关键.22.(1)y 21(1307350)2x x =-+,定义域为[15,105](2)天然气站点D 距A 城65km 时,建设总费用最小,最小总费用为1562.5万元.【分析】 (1)根据站点D 距两城市的距离均不得少于15km .可求得15105x ≤≤,设22[(10)(120)]510y k x x =-+-+⨯,根据当40x =时,1825501875y =+=,求出k ,从而可得y 与x 之间的函数关系式;(2)根据二次函数知识可求得最值.【详解】(1)因为站点D 距两城市的距离均不得少于15km .所以1512015x x ≥⎧⎨-≥⎩,解得15105x ≤≤, 设22[(10)(120)]510y k x x =-+-+⨯,15105x ≤≤,当40x =时,1825501875y =+=,所以22(3080)501875k ++=,解得14k =, 所以221[(10)(120)]5104y x x =-+-+⨯21(1307350)2x x =-+,15105x ≤≤. (2)y 21(1307350)2x x =-+21(65)1562.52x =-+, 所以当65x =时,min 1562.5y =万元.所以当天然气站点D 距A 城65km 时,建设总费用最小,最小总费用为1562.5万元.【点睛】关键点点睛:理解题意,建立正确的数学模型是解决函数应用题的关键.23.(1)平衡价格是30元,平衡需求量是50万件;(2)市场价格是40元时,市场总销售额W 取得最大值,最大值为1600万元.【分析】(1)令12y y =可解得结果;(2)根据题意求出W (万元)关于x (元/件)的函数关系式,再分段求出最大值,取更大的函数值即可得解.【详解】(1)令12y y =,得80210x x -+=-,解得30x =,此时1250y y ==,所以平衡价格是30元,平衡需求量是50万件.(2)由题意可知:210,53080,3080x x P x x -≤≤⎧=⎨-+<≤⎩,故22210,53080,3080x x x W x x x ⎧-≤≤=⎨-+<≤⎩, 当530x ≤≤时,22525210222W x x x ⎛⎫=-=-- ⎪⎝⎭,即30x =时,max 1500W =;当3080x <≤时,2280(40)1600W x x x =-+=--+,即40x =时,max 16001500W =>,综述:当580x ≤≤时,40x =时,max 1600W =.答:市场价格是40元时,市场总销售额W 取得最大值,最大值为1600万元.【点睛】关键点点睛:正确理解题意,建立W (万元)关于x (元/件)的函数关系式是解题关键. 24.(1)该工厂生产100件产品时,使得每件产品所需成本费用最少;(2)25,30.a b ==【分析】(1)建立函数的解析式,再利用基本不等式求函数的最值;(2)根据利润=销售收入-成本,求出利润函数,再利用当产量为150套时利润最大,此时每套价格为30元,结合二次函数的性质建立条件关系,即可求a ,b 的值【详解】解:(1)由题意,每套玩具所需成本费用为211000510001000105255251010x x P x x x x x x++==+++==,当且仅当100010x x=, 即100x =时,每套玩具所需成本费用最少为25元. (2)利润22111()()(10005)()(5)10001010x y xQ x P x a x x x a x b b =-=+-++=-+--, 若生产出的玩具能全部售出,且当产量为150套时利润最大,此时每套价格为30元,∴满足5150112()1015030a b a b -⎧=⎪-⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得25a =,30b =.【点睛】本题考查函数模型的构建,考查利用基本不等式求函数的最值,考查二次函数的最值,确立函数模型是关键,属于中档题.25.(1)()f x 23161532,02120315,312x x x x x x x ⎧-+<≤⎪⎪=⎨⎪-<≤⎪+⎩;(2)182.8斤,最大利润为5016元. 【分析】(1)由()()215f x L x x =-以及()L x 的解析式可得结果;(2)分段求出最大值,再取更大的函数值即可得解.【详解】(1)()()215f x L x x =-23161532,02120315,312x x x x x x x⎧-+<≤⎪⎪=⎨⎪-<≤⎪+⎩, (2)①当302x <≤时,对称轴3015323224x +=<=, ∴当32x =时,()max 45.5f x =百元, ②当332x <≤时,()()12013515113513550.161f x x x ⎡⎤=-++≤-=-≈⎢⎥+⎣⎦百元, 当且仅当()1201511x x =++即1 1.828x =≈百斤, 由①②可知: 1.828x =时,()max 50.16f x ≈百元.∴当施用肥料为182.8斤时,每亩“金皇后”的利润最大,最大利润为5016元.【点睛】本题考查了分段函数的最值,考查了基本不等式求最值,考查了二次函数求最值,属于中档题.26.(1)见解析;(2)见解析;(3)1(,0)4-【分析】(1)可判断函数f (x )在定义域内不单调,由闭函数的定义可作出判断;(2)按照闭函数的定义只需证明两条:①在定义域内单调;②该函数值域也为[﹣1,1];(3)由y k =0,+∞)上的增函数,知其符合条件①;设函数符合条件②的区间为[a ,b ],从而有a k b k ⎧=+⎪⎨=+⎪⎩x k =+用二次方程根的分布知识可得k 的限制条件;【详解】(1)函数f (x )在区间1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦上单调递减,在1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递增; 所以,函数在定义域上不是单调递增或单调递减函数,从而该函数不是闭函数.。