大一轮之函数与方程
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2018版高考数学大一轮复习第二章函数概念与基本初等函数I 第8讲函数与方程、函数的应用试题理北师大版编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018版高考数学大一轮复习第二章函数概念与基本初等函数I 第8讲函数与方程、函数的应用试题理北师大版)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第二章函数概念与基本初等函数I 第8讲函数与方程、函数的应用试题理北师大版(建议用时:40分钟)一、选择题1.(2017·赣中南五校联考)函数f(x)=3x-x2的零点所在区间是()A.(0,1)B。
(1,2) C.(-2,-1) D.(-1,0)解析由于f(-1)=-错误!<0,f(0)=30-0=1〉0,∴f(-1)·f(0)<0.则f(x)在(-1,0)内有零点.答案D2.已知函数f(x)=错误!则函数f(x)的零点为()A.错误!,0B.-2,0C.错误!D。
0解析当x≤1时,由f(x)=2x-1=0,解得x=0;当x〉1时,由f(x)=1+log2x=0,解得x=错误!,又因为x〉1,所以此时方程无解。
综上函数f(x)的零点只有0。
答案D3.函数f(x)=2x-错误!-a的一个零点在区间(1,2)内,则实数a的取值范围是( )A。
(1,3) B。
(1,2) C.(0,3) D。
(0,2)解析因为函数f(x)=2x-错误!-a在区间(1,2)上单调递增,又函数f(x)=2x-错误!-a的一个零点在区间(1,2)内,则有f(1)·f(2)<0,所以(-a)(4-1-a)〈0,即a(a-3)〈0,所以0〈a〈3.答案C4。
高考数学一轮总复习函数与方程的常见错误与解析在高考数学中,函数与方程是常见且重要的考点。
然而,由于概念理解不到位、题型掌握不准确等原因,很多学生在解题过程中会出现各种错误。
本文将介绍函数与方程中常见的错误,并给出解析与解决方法,帮助同学们避免这些错误。
一、函数的常见错误与解析1. 混淆函数与方程函数是自变量与因变量之间的对应关系,而方程则是等式关系。
许多学生在题目中将函数误认为是方程,从而导致解题出错。
解决方法是在理解题意时明确函数与方程的区别,并根据具体情况采用正确的方法。
2. 对函数定义域与值域的概念模糊很多同学对于函数的定义域与值域的概念模糊,导致在解题过程中无法正确确定函数的定义域与值域。
要解决这个问题,需要加强对定义域与值域的理解。
定义域是指自变量的取值范围,值域是指函数可能取到的所有值。
3. 对函数图像的误读学生在读取函数图像时常常存在误读的情况。
可能是由于不熟悉函数的图像特征,或者由于没有正确理解题目所给出的条件。
解决这个问题的方法是多进行函数图像的练习,提高对函数图像的辨识能力。
二、方程的常见错误与解析1. 忽略方程的根的个数有些同学在解方程时,往往只找到一个根而忽略了其他可能的根。
这样就会导致答案与正确解不一致。
正确的解决方法是要有意识地寻找所有可能的根,并进行验证。
2. 对分式方程分母为零的情况处理不当在解分式方程时,有时会出现分母为零的情况。
这需要对方程进行分类讨论,注意排除分母为零的解,以确保解的准确性。
3. 使用错误的消元方法解方程时,很多同学会使用错误的消元方法,从而得到错误的答案。
要避免这种错误,需要熟练掌握各种消元方法,并在解题时选择合适的方法。
4. 运算符使用错误在解方程时,有时会使用错误的运算符,如将减号误认为加号等。
这种错误常常导致最终答案有误。
正确的方法是仔细阅读题目,确保使用正确的运算符。
总结:函数与方程是高考数学中的重要考点,掌握好这部分内容对于取得好成绩至关重要。
专题五函数与方程一、填空题考向一零点个数问题1.(2016·南通、扬州、淮安、宿迁、泰州二调)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且对于任意的x∈[0,+∞),满足f(x+2)=f(x).若当x∈[0,2)时,f(x)=|x2-x-1|,则函数y=f(x)-1在[-2,4]上的零点个数为.2.(2017·全国卷Ⅲ改编)已知函数f(x)=x2-2x+a(e x-1+e-x+1)有唯一零点,则实数a=.3.(2018·南通模拟)已知定义在R上的函数f(x)=则方程f(x)+1=log6(|x|+1)的实数解的个数为.考向二根据零点情况确定参数范围问题4.(2017·扬州上学期期中)已知函数f(x)=-kx无零点,则实数k的取值范围是.5.(2018·南通模拟)若函数f(x)=在其定义域上恰有两个零点,则正实数a的值为.6.(2017·苏北四市一模)已知函数f(x)=若函数f(x)的图象与直线y=x有3个不同的公共点,则实数a的取值集合为.7.(2016·镇江期末)已知函数f(x)=若关于x的方程f(x)=kx-k至少有两个不相等的实数根,则实数k的取值范围为.8.(2018·南通模拟)已知函数f(x)=若函数y=f(f(x))-k有3个不同的零点,则实数k的取值范围是.9.(2017·浙江二模改编)已知函数f(x)=若函数y=f(f(x)-a)有6个零点,则实数a的取值范围是.考向三有关零点的综合问题10.(2018·启东中学月考)若方程2sin2x+sin x-m=0在[0,2π)上有且只有两解,则实数m的取值范围为.11.(2017·如皋一模)已知函数f(x)=(x-1)e x-ax2,若y=f(cos x)在x∈[0,π]上有且仅有两个不同的零点,则实数a的取值范围为.12.(2016·南通、扬州、泰州、淮安三调)已知函数f(x)=x2+ax(a∈R),g(x)=(f'(x)为f(x)的导函数).若方程g(f(x))=0有四个不相等的实数根,则a的取值范围是.13.(2016·苏州期末)已知函数f(x)=|sin x|-kx(x≥0,k∈R)有且只有三个零点,若这三个零点中的最大值为x0,则=.14.(2017·江苏押题卷)对于实数a,b,定义运算“□”:a□b=设f(x)=(x-4)□,若关于x的方程|f(x)-m|=1(m∈R)恰有4个互不相等的实数根,则实数m的取值范围是.二、解答题15.(2016·苏州中学)已知函数f(x)=ax2+bx(a,b为常数,且a≠0)满足条件f(1-x)=f(1+x),且函数g(x)=f(x)-x只有一个零点.(1)求函数f(x)的解析式;(2)求实数m,n(m<n),使得f(x)的定义域为[m,n]时,f(x)的取值范围是[3m,3n].16.(2016·北京卷改编)设函数f(x)=x3+ax2+bx+c.(1)求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;(2)设a=b=4,若函数f(x)有三个不同零点,求c的取值范围.17.(2018·启东中学月考改编)已知函数f(x)=a(2-x)e x,g(x)=(x-1)2.(1)若曲线y=g(x)的一条切线经过点M(0,-3),求这条切线的方程.(2)若关于x的方程f(x)=g(x)有两个不相等的实数根x1,x2,求实数a的取值范围.18.(2018·苏州调研改编)已知函数f(x)=(1)当a=2时,求函数f(x)的单调区间;(2)若方程f(-x)+f(x)=e x-3在区间(0,+∞)上有实数解,求实数a的取值范围.19.(2016·南通、扬州、淮安、宿迁、泰州二调)已知函数f(x)=(x+k+1)·,g(x)=,其中k是实数.(1)若k=0,求不等式·f(x)≥·g(x)的解集;(2)若k≥0,求关于x的方程f(x)=x·g(x)的实数根的个数.20.(2017·海门中学第二学期调研)若函数y=f(x)在x=x0处取得极大值或极小值,则称x0为函数y=f(x)的极值点.已知函数f(x)=ax3+3x ln x-a(a∈R).(1)当a=0时,求f(x)的极值;(2)若f(x)在x∈上有且只有一个极值点,求实数a的取值范围.专题五函数与方程1. 7【解析】作出函数f(x)在[-2,4]上的图象如图所示,则函数y=f(x)-1在[-2,4]上的零点个数即为f(x)的图象与直线y=1在[-2,4]上的交点的个数.由图象知,交点个数为7,即函数y=f(x)-1在[-2,4]上有7个零点.(第1题)2.【解析】因为f(x)=x2-2x+a(e x-1+e-x+1),所以f(2-x)=(2-x)2-2(2-x)+a[e2-x-1+e-(2-x)+1]=x2-4x+4-4+2x+a(e1-x+e x-1)=x2-2x+a(e x-1+e-x+1),所以f(2-x)=f(x),即直线x=1为f(x)的图象的对称轴.由题意知f(x)有唯一零点,所以f(x)的零点只能为x=1,所以f(1)=12-2×1+a(e1-1+e-1+1)=0,解得a=.3. 7【解析】根据题意,作出函数y=f(x)+1与y=log6(|x|+1)的部分图象如图所示,由图象知,函数y=f(x)+1与y=log6(|x|+1)的图象有7个不同的交点,所以原方程有7个不同的解.(第3题)(第4题)4.[-2,0)【解析】因为函数f(x)=-kx无零点,所以y=与y=kx没有交点,在同一平面直角坐标系中画出函数y=与y=kx的图象如图所示,由图象可知k∈[-2,0).5.【解析】易知函数f(x)在(-∞,0]上有一个零点,所以由题意得方程ax-ln x=0在(0,+∞)上恰有一解,即a=在(0,+∞)上恰有一解.令g(x)=,由g'(x)==0得x=e,当x∈(0,e)时,g(x)单调递增,当x∈(e,+∞)时,g(x)单调递减,所以a=g(e)=.6.{-20,-16}【解析】直线y=x与正弦曲线y=sin x恰有一个公共点,即原点O.依题意,只要y=x 与y=f(x)(x≥1)的图象有两个不同的公共点.令g(x)=f(x)-x=x3-9x2+24x+a,由g'(x)=3x2-18x+24=0,得x=2或4,所以易知g(x)在区间[1,2]上单调递增,在区间[2,4]上单调递减,在区间[4,+∞)上单调递增,依题意,当g(2)=0时,a=-20,此时两个公共点是(2,0)和(5,0);当g(4)=0时,a=-16,此时两个公共点是(1,0)和(4,0).其余情况均不符合题意.所以实数a的取值集合是{-20,-16}.7.∪(1,+∞)【解析】作出函数f(x)和直线y=kx-k的图象如图所示,且直线y=kx-k过定点(1,0),当直线y=kx-k过点时,直线的斜率最小,即k=-.当直线y=kx-k与函数f(x)=x2-x(x>0)的图象相切时有且仅有一个交点,交点即为切点(1,0),k=y'=1,故函数f(x)与直线y=kx-k至少有两个不同的交点时,k的取值范围为∪(1,+∞),即关于x的方程f(x)=kx-k至少有两个不相等的实数根,则实数k 的取值范围为∪(1,+∞).(第7题)8.(1,2]【解析】由题设知f(f(x))=作出函数f(f(x))的图象可知,当1<k≤2时,函数y=f(f(x))-k 有3个不同的零点.9.[-4,-1]【解析】由题可知,函数f(x)的图象如图所示,令f(x)-a=t,若要使y=f(f(x)-a)有6个零点,则由f(t)=0,解得t=0,1,5,所以有f(x)=a或f(x)=a+1或f(x)=a+5(a<a+1<a+5).对于上述方程,要满足条件,则其零点个数的可能性为2,2,2或1,2,3或3,3,0三种可能.若零点个数分别为2,2,2,则有-5<a<a+1<a+5<0或-5<a<a+1<0,1≤a+5<4,解得-4≤a<-1;若零点个数分别为1,2,3,由图知,若a+5=4,则a=-1,所以a+1=0,满足条件,所以a=-1;若a<-5,-5<a+1<0,0≤a+5<1,无解;若零点个数分别为3,3,0,则有0≤a<a+1<1,a+5>4,无解.综上可知,满足条件的实数a的取值范围是[-4,-1].(第9题)10.(1,3)∪【解析】根据题意,令m=2t2+t=2-,t=sin x∈[-1,1],作出函数m=2-的图象如图所示.所以当m=-或m∈(1,3]时,直线y=m与曲线y=2t2+t只有一个交点.当m=3时,t=1,方程2sin2x+sin x-m=0只有一解,所以要使方程2sin2x+sin-m=0在[0,2π)上有且只有两解,实数m的取值范围(1,3)∪.(第10题)11.【解析】已知函数f(x)=(x-1)e x-ax2,可得f'(x)=x(e x-2a),令x(e x-2a)=0,可得x=0或e x=2a,当a≤0时,函数f'(x)只有一个零点,并且x=0是函数f(x)的一个极小值点,并且f(0)=-1<0.若y=f(cos x)在x∈[0,π]上有且仅有两个不同的零点,也就是y=f(x)在x∈[-1,1]上有且仅有两个不同的零点,所以即可得a≤-.当a>0时,函数f(x)的两个极值点为x=0,x=ln2a,如果ln2a<0,因为f(0)<0,可知不满足题意;如果ln2a>0,则即解得a≤-,与a>0矛盾.综上,a≤-.12.(-∞,0)∪(2,+∞)【解析】由题意知g(x)=①若a=0,则g(x)=方程g(t)=0只有唯一的根t=0,令f(x)=0,得x=0,此时不满足有四个根的条件;②若a<0,方程g(t)=0存在两个根t1=0和t2=-a.分别令f(x)=0和f(x)=-a,解得x1=0,x2=-a和x3=,x4=,且x1≠x2≠x3≠x4,满足题意;③若a>0,方程g(t)=0存在两个根t1=0和t2=-.对于方程f(x)=t1=0,可解得存在两个根x1=0和x2=-a.欲使g(f(x))=0有四个根,则需方程f(x)=-有两个根,所以Δ=a2-4×=a2-2a>0,解得a>2,且此时x3≠x4≠x1≠x2,满足题意.综上可知,a的取值范围为(-∞,0)∪(2,+∞).13.【解析】令f(x)=0,得|sin x|=kx.当x≥0时,如图,作出函数y1=|sin x|和y2=kx的图象.若函数f(x)有且只有三个零点,则当x∈(π,2π)时,y2=kx与y1=-sin x相切,且x0为切点的横坐标,即(-sin x)'=,所以tan x0=x0,所以===.(第13题)(第14题)14.(-1,1)∪(2,4)【解析】由题意得f(x)=(x-4)□=画出函数f(x)的大致图象如图所示.因为关于x的方程|f(x)-m|=1(m∈R),即f(x)=m±1(m∈R)恰有4个互不相等的实数根,所以两直线y=m±1(m∈R)与曲线y=f(x)共有4个不同的交点,则或或得2<m<4或-1<m<1.15.(1)因为二次函数f(x)=ax2+bx满足条件f(1-x)=f(1+x),所以函数f(x)的图象的对称轴方程是x=1,所以-=1,即b=-2a.因为函数g(x)=f(x)-x只有一个零点,即ax2-(2a+1)x=0有两个相等的实数根,所以Δ=(2a+1)2=0,即a=-,b=1,所以f(x)=-+x.(2)①当m<n<1时,f(x)在[m,n]上单调递增,f(m)=3m,f(n)=3n,所以m,n是-+x=3x的两根,解得m=-4,n=0.②当m≤1≤n时,3n=,解得n=,不符合题意.③当1<m<n时,f(x)在[m,n]上单调递减,所以f(m)=3n,f(n)=3m,即-m2+m=3n,-n2+n=3m,两式相减得-(m2-n2)+(m-n)=3(n-m).因为m≠n,所以-(m+n)+1=-3,所以m+n=8.将n=8-m代入-m2+m=3n,得-m2+m=3(8-m),此方程无解.所以m=-4,n=0时,f(x)的定义域和值域分别是[m,n]和[3m,3n].16.(1)由f(x)=x3+ax2+bx+c,得f'(x)=3x2+2ax+b.因为f(0)=c,f'(0)=b,所以曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=bx+c.(2)当a=b=4时,f(x)=x3+4x2+4x+c,所以f'(x)=3x2+8x+4.令f'(x)=0,得3x2+8x+4=0,解得x=-2或x=-.当x变化时,f(x)与所以当c>0且c-<0时,存在x1∈(-4,-2),x2∈,x3∈,使得f(x1)=f(x2)=f(x3)=0.由f(x)的单调性知,当且仅当c∈时,函数f(x)=x3+4x2+4x+c有三个不同零点.17.(1)方法一:设经过点M(0,-3)的切线与曲线y=g(x)相切于点Q(t,(t-1)2),由g(x)=(x-1)2得g'(x)=2(x-1),所以该切线方程为y-(t-1)2=2(t-1)(x-t).因为该切线经过M(0,-3),所以-3-(t-1)2=2(t-1)(-t),解得t=±2,所以切线方程为2x-y-3=0或6x+y+3=0.方法二:由题意得曲线y=g(x)的切线的斜率一定存在,设所求的切线方程为y=kx-3,由得x2-(2+k)x+4=0,因为切线与抛物线相切,所以Δ=(2+k)2-16=0,解得k=2或k=-6,所以所求的切线方程为2x-y-3=0或6x+y+3=0. (2)由f(x)=g(x)得g(x)-f(x)=0.设h(x)=g(x)-f(x)=a(x-2)e x+(x-1)2,则h'(x)=a(x-1)e x+2(x-1)=(x-1)(a e x+2),由题意得函数h(x)恰好有两个零点.①当a=0,则h(x)=(x-1)2,h(x)只有一个零点1.②当a>0时,由h'(x)<0得x<1,由h'(x)>0得x>1,即h(x)在(-∞,1)上为减函数,在(1,+∞)上为增函数,而h(1)=-a e<0,h(2)=1,所以h(x)在(1,+∞)上有唯一零点,且该零点在(1,2)上.取b<0,且b<ln,则h(b)>(b-2)+(b-1)2=b>0,所以h(x)在(-∞,1)上有唯一零点,且该零点在(b,1)上,所以a>0时,h(x)恰好有两个零点.③当a<0时,由h'(x)=0得x=1或x=ln,若a=-,h'(x)=-(x-1)(e x-e)≤0,所以h(x)在R上至多有一个零点,且在(1,+∞)上.若a<-,则ln<1,当x∈(1,+∞)时,h'(x)<0,即h(x)在(1,+∞)上单调递减.又h(1)=-a e>0,所以h(x)在(1,+∞)上至多有一个零点.当x∈(-∞,1)时,h(x)在上单调递增,在上单调递减,又h=-2+=+1>0,所以h(x)在上无零点.若a>-,则ln>1,又当x≤1时,h(x)≥h(1)=-a e>0,所以h(x)在(-∞,1)上无零点.当x∈时,h'(x)>0;当x∈时,h'(x)<0.所以f(x)在上单调递增,在上单调递减.又h=-2+=+1>0.所以h(x)在上无零点,在上至多有一个零点.综上,a的取值范围为(0,+∞).18.(1)当a=2时,f(x)=当x<0时,f(x)=-x3+x2,则f'(x)=-3x2+2x=-x(3x-2),令f'(x)=0,解得x=0或x=(舍去),所以x<0时,f'(x)<0,所以函数f(x)在(-∞,0)上单调递减.当x≥0时,f(x)=e x-2x,f'(x)=e x-2,令f'(x)=0,解得x=ln2,当0<x<ln2时,f'(x)<0;当x>ln2时,f'(x)>0,所以函数f(x)在(0,ln2)上单调递减,在(ln2,+∞)上单调递增,且f(0)=1>0.综上,函数f(x)的减区间为(-∞,0)和(0,ln2),增区间为(ln2,+∞).(2)设x>0,则-x<0,所以f(-x)+f(x)=x3+x2+e x-ax,由题意知x3+x2+e x-ax=e x-3在(0,+∞)上有解,等价于a=x2+x+在(0,+∞)上有解.记g(x)=x2+x+(x>0),则g'(x)=2x+1-==.令g'(x)=0,因为x>0,所以2x2+3x+3>0,故解得x=1.当x∈(0,1)时,g'(x)<0;当x∈(1,+∞)时,g'(x)>0,所以函数g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,故函数g(x)在x=1处取得极小值也是最小值g(1)=5.要使方程a=g(x)在(0,+∞)上有解,当且仅当a≥g(x)min=g(1)=5.综上,满足题意的实数a的取值范围为[5,+∞).19.(1)当k=0时,f(x)=(x+1),g(x)=.由得x≥0.此时,原不等式为(x+1)x≥(x+3),即2x2+x-3≥0,解得x≤-或x≥1,所以原不等式的解集为[1,+∞).(2)由方程f(x)=x·g(x),得(x+k+1)=x.①由得x≥k,所以x≥0,x-k+1>0.方程①两边平方,整理得(2k-1)x2-(k2-1)x-k(k+1)2=0(x≥k).②当k=时,由②得x=,所以原方程有唯一解.当k≠时,由②得判别式Δ=(k+1)2(3k-1)2,(i)当k=时,Δ=0,方程②有两个相等的实数根x=>,所以原方程有唯一的解.(ii)当0≤k<且k≠时,方程②整理为[(2k-1)x+k(k+1)]·(x-k-1)=0,解得x1=,x2=k+1.由于Δ>0,所以x1≠x2,其中x2=k+1>k,x1-k=≥0,即x1≥k.故原方程有两个解.(iii)当k>时,由(ii)知x1-k=<0,即x1<k,故x1不是原方程的解.又x2=k+1>k,故原方程有唯一解.综上所述,当k≥或k=时,原方程有唯一解;当0≤k<且k≠时,原方程有两个解.注:(ii)中,另解:故方程②的两个实数根均大于k,所以原方程有两个解.20.(1)当a=0时,f(x)=3x ln x,所以f'(x)=3(ln x+1).令f'(x)=0,得x=,当x∈时,f'(x)<0;当x∈时,f'(x)>0,所以f(x)在上单调递减,在上单调递增.所以当x=时,f(x)有极小值f=-.(2)方法一:设g(x)=f'(x)=3(ax2+1+ln x),D=.由题意,g(x)在D上有且只有一个零点x0,且x0两侧g(x)异号.①当a≥0时,g(x)在D上单调递增,且g(x)>g≥0,所以g(x)在D上无零点.②当a<0时,在(0,+∞)上考察g(x).g'(x)=,令g'(x)=0,得x1=.所以g(x)在(0,x1)上单调递增,在(x1,+∞)上单调递减.(i)当g(e)·g<0,即(a e2+2)·<0,即-<a<0时,g(x)在D上有且只有一个零点x0,且在x0两侧异号.(ii)令g=0,得=0,不成立.(iii)令g(e)=0,得a=-,所以=∈D,g=g=3=3>0,又因为g=<0,所以g(x)在D上有且只有一个零点x0,且x0两侧g(x)异号.综上所述,实数a的取值范围是.方法二:令f'(x)=3(ax2+1+ln x)=0,得-a=.设h(x)=,由h'(x)=-,令h'(x)=0,得x0=∈,当x∈(x0,e)时,h'(x)<0,所以h(x)在(x0,e)上为减函数;当x∈时,h'(x)>0,所以h(x)在上为增函数,所以x0为h(x)的极大值点.又h=0,h(e)=,h(x0)=e,所以0<-a≤或-a=e,即-≤a<0或a=-e.当a=-e时,f'(x)=3.设m(x)=-e x2+1+ln x,则m'(x)=-e x+==,令m'(x)=0,得x=.当x∈时,m'(x)>0,所以m(x)在上为增函数;当x∈(,e)时,m'(x)<0,所以m(x)在(,e)上为减函数.所以m(x)≤m()=0,即f'(x)≤0在上恒成立,所以f(x)在上单调递减.所以当a=-e时,f(x)在上不存在极值点.所以实数a的取值范围是.。
高考一轮总复习函数与方程篇高考一轮总复习:函数与方程篇函数与方程是高中数学中的重要内容,也是高考数学考试的重点之一。
在备战高考一轮总复习时,加强函数与方程的学习和理解,对于提升数学成绩至关重要。
本文将从函数和方程的基本概念、常见类型、解题方法以及应试技巧等方面进行论述,为广大考生提供复习的参考指导。
一、函数1.1 函数的定义函数是高中数学中的基础概念之一,通俗地说,函数就是输入一个值,通过一个规则,产生一个唯一的输出值。
在数学中,函数可以用符号语言来描述,即$f(x)$,其中$x$是自变量,$f$是函数关系。
1.2 函数的性质函数的性质包括定义域、值域、单调性、奇偶性等。
了解函数的性质有助于解题和理解函数图像。
1.3 常见函数类型常见的函数类型包括线性函数、二次函数、指数函数、对数函数等。
不同类型的函数有着特定的图像和性质,需要考生熟练掌握。
1.4 函数的图像与变换了解函数的图像和变换规律,可以帮助考生更好地理解函数的性质和规律。
例如,函数的平移、翻折、伸缩等操作会对图像产生什么样的影响,考生需要牢记并运用于解题中。
二、方程2.1 方程的定义方程是含有未知数的等式,通过求解方程可以得到未知数的值。
在高中数学中,常见的方程类型有一次方程、二次方程、指数方程、对数方程等。
2.2 方程的解法不同类型的方程对应着不同的解题方法,如一次方程可用逆运算法和代入法解决,二次方程可用配方法、因式分解法、求根公式等解决。
了解各种类型方程的解法,并多做相关的习题,有助于考生在考试中灵活运用。
2.3 方程在问题中的应用方程在实际问题中的应用广泛,例如运动问题、几何问题等。
考生需要具备将实际问题转化为方程,并通过解方程得到问题的解的能力。
三、复习策略与应试技巧3.1 制定复习计划针对函数与方程篇的复习,考生可以制定合理的复习计划,合理安排每天的学习时间和内容,确保能够充分复习全面掌握。
3.2 多做习题做习题是学习函数与方程的重要环节,通过做题可以巩固知识点,熟悉解题方法。
高中数学大一轮复习知识点数学作为一门基础学科,对于高中生来说至关重要。
在高中数学学习的最后阶段,进行一次全面的复习是非常必要的。
本文将概述高中数学大一轮复习的知识点,帮助学生回顾巩固。
一、函数与方程首先,函数与方程是高中数学的基础,掌握好这一部分的知识对于后续学习至关重要。
高中数学主要包括一次函数、二次函数、指数函数、对数函数等。
在复习时,同学们要掌握各种函数的性质、图像及相关的计算方法。
另外,方程的解析解和图解法也是复习的重点。
对于一元一次方程、一元二次方程等基础方程的解法,同学们要熟练掌握。
此外,还应了解不等式的基本性质,掌握解不等式的方法。
二、数列与数列的极限数列是数学中常见的概念,同时也是高中数学的重要内容。
同学们需要回顾数列的定义、公式及计算方法。
其中,常见的数列有等差数列、等比数列和斐波那契数列等。
除了数列本身,数列的极限也是重要的一部分。
同学们应理解数列极限的定义,能够准确求解极限值。
三、平面几何平面几何是高中数学的重点内容之一。
同学们需要熟悉平面几何中的各种基本定理和推理方法。
例如,面积计算公式、三角形的性质、相似、全等等。
在几何证明方面,同学们需要掌握正反推理、条件与结论的关系等。
此外,几何证明的方法也是值得关注的。
常见的证明方法有反证法、归谬法、分情况讨论法等。
四、立体几何除了平面几何,立体几何也是高中数学中的重要内容。
在复习期间,同学们应复习并掌握立体几何的基本概念和公式。
常见的几何体如三角锥、正四面体、正六面体等,对于其计算公式和性质都要有一定的了解。
此外,同学们还需要掌握立体几何中的投影问题。
投影是立体几何中的常见问题,包括正交投影和斜投影两种情况。
五、概率与统计概率与统计是高中数学课程的最后一部分。
在进行大一轮复习时,同学们应回顾概率的基本定义、计算方法以及常见的概率分布。
掌握概率问题的解题思路和方法,能够准确计算事件的概率,是非常重要的。
此外,同学们还要了解统计学中的基本概念和应用。
高考数学一轮总复习函数与方程的巧妙技巧函数和方程是高中数学重要的内容之一,在高考数学中占有很大的比重。
掌握函数和方程的巧妙技巧,将对我们的考试成绩起到明显的提升作用。
本文将介绍一些高考数学函数与方程的巧妙技巧,帮助同学们更好地备考。
一、函数的巧妙技巧1. 利用平移变换简化函数图像当函数图像进行平移操作时,可以通过学习特定的平移规律,快速推导出平移后函数的性质。
例如,对于$f(x)$的图像进行横向平移$h$个单位,得到$f(x-h)$。
同样,对于纵向平移$k$个单位,可得到$f(x)+k$。
利用这样的平移规律,可以简化函数图像的分析和计算。
2. 利用对称性简化函数的运算对称性是函数图像常见的性质之一。
利用函数的对称性,可以简化函数的运算过程。
例如,假设函数$f(x)$满足奇函数的性质,即$f(-x)=-f(x)$,如果我们需要计算$f(-3)$,可以直接利用奇函数性质得出结论,即$f(-3)=-f(3)$,从而省去了对函数图像的具体计算过程。
3. 复合函数的分解求解对于复合函数的求解,有时会比较复杂,需要进行多次代入和运算。
这时,我们可以灵活运用分解的技巧,将复合函数拆解成多个简单的函数。
通过简化复合函数的形式,可以更加快速地求解和计算。
二、方程的巧妙技巧1. 倍角公式的巧妙应用倍角公式是高中数学中常用的公式之一,可以用来求解一些特定的方程。
例如,对于$sin2x=0$的方程,我们可以运用倍角公式将其转化为$sinx\cdot cosx = 0$,从而得到$x=0$或$x=\frac{\pi}{2}$。
这样,在方程的求解过程中,我们可以通过巧妙地应用倍角公式,将方程转化为更简单的形式,减少计算难度。
2. 参数法的灵活运用参数法是解二元一次方程组的一种常用方法,也可以用于求解高中数学中的一元方程。
通过引入一个新的参数,将方程转化为参数方程,则可以通过参数的取值范围,最终求解得出方程的解。
3. 方程的化简与转化有时,方程较为复杂,难以直接进行求解。
§2.9函数与方程考情考向分析利用函数零点的存在性定理或函数的图象,对函数是否存在零点进行判断或利用零点(方程实根)的存在情况求相关参数的范围,是高考的热点,题型以填空题为主,也可和导数等知识交汇出现解答题,中高档难度.1.函数的零点(1)函数零点的定义对于函数y=f(x)(x∈D),把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)(x∈D)的零点.(2)三个等价关系方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.(3)函数零点的判定(零点存在性定理)如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f(a)·f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根.2.二次函数y=ax2+bx+c (a>0)的图象与零点的关系概念方法微思考函数f(x)的图象连续不断,是否可得到函数f(x)只有一个零点?提示不能.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)函数的零点就是函数的图象与x 轴的交点.( × )(2)函数y =f (x )在区间(a ,b )内有零点(函数图象连续不断),则f (a )·f (b )<0.( × ) (3)只要函数有零点,我们就可以用二分法求出零点的近似值.( × )(4)f (x )=x 2,g (x )=2x,h (x )=log 2x ,当x ∈(4,+∞)时,恒有h (x )<f (x )<g (x ).( √ )题组二 教材改编2.[P93练习T3]函数f (x )=e x+3x 的零点个数是. 答案 1解析 由f ′(x )=e x+3>0,得f (x )在R 上单调递增,又f (-1)=1e -3<0,f (0)=1>0,因此函数f (x )有且只有一个零点.3.[P97习题T8]已知函数f (x )=x 2+x +a 在区间(0,1)上有零点,则实数a 的取值范围是. 答案 (-2,0)解析 结合二次函数f (x )=x 2+x +a 的图象(图略)知⎩⎪⎨⎪⎧f (0)<0,f (1)>0,故⎩⎪⎨⎪⎧a <0,1+1+a >0,所以-2<a <0.题组三 易错自纠4.若函数f (x )=e x+x -2的零点所在的区间是(k ,k +1),则k =. 答案 0解析 易知函数f (x )在R 上单调递增,∵f (0)=-1<0,f (1)=e -1>0,即f (0)·f (1)<0, ∴由零点定理知,该函数零点在区间(0,1)内,即k =0.5.函数f (x )是[-1,1]上的增函数,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12·f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12<0,则方程f (x )=0在[-1,1]内有个实数根. 答案 1解析 ∵f (x )在[-1,1]上是增函数,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12·f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12<0, ∴f (x )=0在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,12上有唯一实根, ∴f (x )=0在[-1,1]上有唯一实根.6.已知函数f (x )=x -x (x >0),g (x )=x +e x,h (x )=x +ln x (x >0)的零点分别为x 1,x 2,x3,则x1,x2,x3的大小关系为.(用“<”连接)答案x2<x3<x1解析作出y=x与y=x(x>0),y=-e x,y=-ln x(x>0)的图象,如图所示,可知x2<x3<x1.题型一函数零点所在区间的判定例1判断下列函数在给定区间上是否存在零点.(1)f(x)=x2-3x-18,x∈[1,8];(2)f(x)=x3-x-1,x∈[-1,2];(3)f(x)=log2(x+2)-x,x∈[1,3].解(1)方法一因为f(1)=-20<0,f(8)=22>0,所以f(1)f(8)<0,故f(x)=x2-3x-18在[1,8]上存在零点.方法二令x2-3x-18=0,解得x=-3或6,所以函数f(x)=x2-3x-18在[1,8]上存在零点.(2)因为f(-1)=-1<0,f(2)=5>0,f(-1)f(2)<0,故f(x)=x3-x-1在[-1,2]上存在零点.(3)因为f(1)=log2(1+2)-1=log23-1>log22-1=0,f(3)=log2(3+2)-3=log25-3<log28-3=0,所以f(1)f(3)<0,故f(x)=log2(x+2)-x在[1,3]上存在零点.思维升华判断函数零点所在区间的基本依据是零点存在性定理.对于含有参数的函数的零点区间问题,往往要结合图象进行分析,一般是转化为两函数图象的交点,分析其横坐标的情况进行求解.跟踪训练1已知函数f(x)=log a x+x-b(a>0且a≠1).当2<a<3<b<4时,函数f(x)的零点x0∈(n,n+1),n∈N*,则n=.答案 2解析对于函数y=log a x,当x=2时,可得y<1,当x=3时,可得y>1,在同一坐标系中画出函数y=log a x,y=-x+b的图象,判断两个函数图象的交点横坐标在(2,3)内,∴函数f(x)的零点x0∈(n,n+1)时,n=2.题型二 函数零点个数的判断例2(1)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2,x ≤0,2x -6+ln x ,x >0的零点个数是.答案 2解析 当x ≤0时,令x 2-2=0,解得x =-2(正根舍去),所以在(-∞,0]上,f (x )有一个零点;当x >0时,f ′(x )=2+1x>0恒成立,所以f (x )在(0,+∞)上是增函数. 又因为f (2)=-2+ln2<0,f (3)=ln3>0, 所以f (x )在(0,+∞)上有一个零点, 综上,函数f (x )的零点个数为2.(2)函数f (x )=|x -2|-ln x 在定义域内的零点的个数为. 答案 2解析 由题意可知f (x )的定义域为(0,+∞),在同一直角坐标系中画出函数y =|x -2|(x >0),y =ln x (x >0)的图象,如图所示.由图可知函数f (x )在定义域内的零点个数为2. (3)函数f (x )=x -cos x 在[0,+∞)内零点个数为. 答案 1解析 当x ∈(]0,1时,因为f ′(x )=12x+sin x ,x >0,sin x >0,所以f ′(x )>0,故f (x )在[0,1]上单调递增,且f (0)=-1<0,f (1)=1-cos1>0,所以f (x )在[0,1]内有唯一零点.当x >1时,f (x )=x -cos x >0,故函数f (x )在[0,+∞)上有且仅有一个零点.思维升华函数零点个数的判断方法 (1)直接求零点.(2)利用零点存在性定理再结合函数的单调性确定零点个数.(3)利用函数图象的交点个数判断.跟踪训练2(1)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x ,x ≤0,|lg x |,x >0,则函数g (x )=f (1-x )-1的零点个数为.答案 3解析 g (x )=f (1-x )-1=⎩⎪⎨⎪⎧(1-x )2+2(1-x )-1,1-x ≤0,|lg (1-x )|-1,1-x >0=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +2,x ≥1,|lg (1-x )|-1,x <1,易知当x ≥1时,函数g (x )有1个零点;当x <1时,函数g (x )有2个零点,所以函数g (x )的零点共有3个.(2)函数f (x )=4cos 2x 2·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x -2sin x -|ln(x +1)|的零点个数为.答案 2解析 f (x )=2(1+cos x )sin x -2sin x -|ln(x +1)|=sin2x -|ln(x +1)|,x >-1, 函数f (x )的零点个数即为函数y 1=sin2x (x >-1)与y 2=|ln(x +1)|(x >-1)的图象的交点个数.分别作出两个函数的图象,如图,可知有两个交点, 则f (x )有两个零点.题型三 函数零点的应用命题点1 根据函数零点个数求参数例3(1)若函数f (x )=x 2-ax +1在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3上有零点,则实数a 的取值范围是.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫2,103解析 由题意知方程ax =x 2+1在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3上有解,即a =x +1x 在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3上有解,设t =x +1x ,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3,则t 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫2,103.所以实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫2,103.(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x-1,x >0,-x 2-2x ,x ≤0,若函数g (x )=f (x )-m 有3个零点,则实数m 的取值范围是. 答案 (0,1)解析 画出函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x-1,x >0,-x 2-2x ,x ≤0的图象,如图所示.由于函数g (x )=f (x )-m 有3个零点,结合图象得0<m <1,即m ∈(0,1).命题点2 根据函数零点的范围求参数例4若函数f (x )=(m -2)x 2+mx +2m +1的两个零点分别在区间(-1,0)和区间(1,2)内,则m 的取值范围是.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫14,12解析 依题意,结合函数f (x )的图象(图略)分析可知,m 需满足⎩⎪⎨⎪⎧m ≠2,f (-1)·f (0)<0,f (1)·f (2)<0,即⎩⎪⎨⎪⎧m ≠2,(m -2-m +2m +1)(2m +1)<0,(m -2+m +2m +1)[4(m -2)+2m +2m +1]<0,解得14<m <12.思维升华根据函数零点的情况求参数有三种常用方法(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,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)数形结合法: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,然后数形结合求解.跟踪训练3(1)方程12log (2)2xa x -=+有解,则a 的最小值为.答案 1解析 若方程12log (2)2x a x -=+有解,则⎝ ⎛⎭⎪⎫122+x =a -2x有解,即14⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +2x =a 有解,因为14⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +2x≥1,所以a ≥1,故a 的最小值为1.(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x >0,x 2+x ,x ≤0,若函数g (x )=f (x )-m 有三个零点,则实数m 的取值范围是.答案 ⎝ ⎛⎦⎥⎤-14,0解析 作出函数f (x )的图象如图所示.当x ≤0时,f (x )=x 2+x =⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122-14≥-14,若函数f (x )与y =m 的图象有三个不同的交点,则-14<m ≤0,即实数m 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-14,0.利用转化思想求解函数零点问题在求和函数零点有关的参数范围问题中,一般有两种思路:(1)函数零点个数可转化为两个函数图象的交点个数,利用数形结合求解参数范围. (2)“a =f (x )有解”型问题,可以通过求函数y =f (x )的值域解决.例(1)若函数f (x )=x 2-m cos x +m 2+3m -8有唯一零点,则满足条件的实数m 组成的集合为. 答案 {2}解析 f (x )是偶函数,若f (x )有唯一零点,故f (0)=0,由f (0)=0,得m 2+2m -8=0,解得m =2或m =-4.当m =2时,f (x )=x 2-2cos x +2=x 2+4sin 2x2有唯一零点x =0;当m =-4时,f (x )=x 2+4cos x -4.因为f (2)=4cos2<0,f (π)=π2-8>0,所以在(2,π)内也有零点,不合题意.(2)已知函数21211()log 1x x f x x x ìï<ïï=íïïïî-,,,,≥若关于x 的方程f (x )=k 有三个不同的实根,则实数k 的取值范围是.答案 (-1,0)解析 关于x 的方程f (x )=k 有三个不同的实根,等价于函数y =f (x )与函数y =k 的图象有三个不同的交点,作出函数的图象如图所示,由图可知实数k 的取值范围是(-1,0).(3)若关于x 的方程22x+2xa +a +1=0有实根,则实数a 的取值范围为. 答案 (-∞,2-22]解析 由方程,解得a =-22x+12x +1,设t =2x (t >0),则a =-t 2+1t +1=-⎝ ⎛⎭⎪⎫t +2t +1-1=2-⎣⎢⎡⎦⎥⎤(t +1)+2t +1,其中t +1>1, 由基本不等式,得(t +1)+2t +1≥22, 当且仅当t =2-1时取等号,故a ≤2-2 2.(4)(2018·全国Ⅰ改编)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x,x ≤0,ln x ,x >0,g (x )=f (x )+x +a .若g (x )存在2个零点,则a 的取值范围是. 答案 [-1,+∞) 解析 令h (x )=-x -a , 则g (x )=f (x )-h (x ).在同一坐标系中画出y =f (x ),y =h (x )图象的示意图,如图所示.若g (x )存在2个零点,则y =f (x )的图象与y =h (x )的图象有2个交点,平移y =h (x )的图象可知,当直线y =-x -a 过点(0,1)时,有2个交点, 此时1=-a ,a =-1.当y =-x -a 在y =-x +1上方,即a <-1时,仅有1个交点,不符合题意; 当y =-x -a 在y =-x +1下方,即a >-1时,有2个交点,符合题意. 综上,a 的取值范围为[-1,+∞).1.函数f (x )=2x-2x-a 的一个零点在区间(1,2)内,则实数a 的取值范围是.答案 (0,3)解析 因为f (x )在(0,+∞)上是增函数,则由题意得f (1)·f (2)=(0-a )(3-a )<0,解得0<a <3.2.函数121()2xf x x 骣÷ç=-÷ç÷ç桫的零点个数为. 答案 1解析 函数121()2xf x x 骣÷ç=-÷ç÷ç桫的零点个数是方程12102xx 骣÷ç-=÷ç÷ç桫的解的个数,即方程1212xx 骣÷ç=÷ç÷ç桫的解的个数,也就是函数12y x =与y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的图象的交点个数,在同一坐标系中作出两个函数的图象如图所示,可得交点个数为1.3.若函数f (x )=x 2+ax +b 的两个零点是-2和3,则不等式af (-2x )>0的解集是.答案 ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-32<x <1解析 ∵f (x )=x 2+ax +b 的两个零点是-2,3. ∴-2,3是方程x 2+ax +b =0的两根,∴⎩⎪⎨⎪⎧(-2)2+(-2)a +b =0,32+3a +b =0,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =-6,∴f (x )=x 2-x -6.∵不等式af (-2x )>0, 即-(4x 2+2x -6)>0⇔2x 2+x -3<0,解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-32<x <1. 4.下列说法错误的是.(填序号)①对于不等式ax 2+bx +c <0,当Δ=b 2-4ac <0时,不等式的解集为空集; ②所谓零点,就是函数的图象与x 轴交点的坐标;③设函数y =f (x )在(a ,b )上是连续的,若f (a )·f (b )>0,则函数y =f (x )在(a ,b )内一定不存在零点. 答案 ①②③解析 在①中,若a <0,则不等式恒成立,即不等式的解集为R ;在②中,零点是指函数图象与x 轴交点的横坐标,而非坐标;对于③,可能有零点在(a ,b )内,故①②③均错.5.(2019·盐城模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x 2+2mx -1,0≤x ≤1,mx +2,x >1,若f (x )在区间[0,+∞)上有且只有2个零点,则实数m 的取值范围是.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫-12,0解析 当0≤x ≤1时,2x 2+2mx -1=0, 易知x =0不是方程2x 2+2mx -1=0的解, 故m =12x -x 在(0,1]上是减函数,故m ≥12-1=-12;即m ≥-12时,方程f (x )=0在[0,1]上有且只有一个解,当x >1时,令mx +2=0,得m =-2x,故-2<m <0,即当-2<m <0时,方程f (x )=0在(1,+∞)上有且只有一个解, 综上所述,若f (x )在区间[0,+∞)上有且只有2个零点, 则实数m 的取值范围是-12≤m <0.6.已知关于x 的方程1x +2=a |x |有三个不同的实数解,则实数a 的取值范围是. 答案 (1,+∞) 解析 方程1x +2=a |x |有三个不同的实数解等价于函数y =1x +2与y =a |x |的图象有三个不同的交点.在同一直角坐标系中作出函数y =1x +2与y =a |x |的图象,如图所示,由图易知,a >0.当-2<x <0时,设函数y =a |x |=-ax 的图象与函数y =f (x )=1x +2的图象相切于点(x 0,y 0),因为f ′(x )=-1(x +2)2,则有⎩⎪⎨⎪⎧y 0=-ax 0,y 0=1x 0+2,1(x 0+2)2=a ,解得a =1,所以实数a 的取值范围为(1,+∞).7.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +3,x ≤1,-x 2+2x +3,x >1,则函数g (x )=f (x )-e x的零点个数为.答案 2解析 函数g (x )=f (x )-e x的零点个数即为函数y =f (x )与y =e x的图象的交点个数.作出函数图象可知有2个交点,即函数g (x )=f (x )-e x有2个零点.8.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 3,x ≤a ,x 2,x >a .若存在实数b ,使函数g (x )=f (x )-b 有两个零点,则a的取值范围是.答案 (-∞,0)∪(1,+∞)解析 令φ(x )=x 3(x ≤a ),h (x )=x 2(x >a ),函数g (x )=f (x )-b 有两个零点,即函数y =f (x )的图象与直线y =b 有两个交点,结合图象(图略)可得a <0或φ(a )>h (a ),即a <0或a 3>a 2,解得a <0或a >1,故a ∈(-∞,0)∪(1,+∞).9.定义在R 上的奇函数f (x )满足:当x >0时,f (x )=2019x+log 2019x ,则在R 上,函数f (x )零点的个数为. 答案 3解析 因为函数f (x )为R 上的奇函数,所以f (0)=0,当x >0时,f (x )=2019x+log 2019x 在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12019内存在一个零点,又f (x )为增函数,因此在(0,+∞)内有且仅有一个零点.根据对称性可知函数在(-∞,0)内有且仅有一个零点, 从而函数f (x )在R 上的零点个数为3.10.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ln (-x )+a ,x <0,f (x +1),x ≥0,a ∈R ,当0≤x <1时,f (x )=1-x ,则f (x )的零点个数为. 答案 1解析 当x <0时,必存在x 0=-e -a<0,使得f (x 0)=0,因此对任意实数a ,f (x )在(-∞,0)内必有一个零点;当x ≥0时,f (x )是周期为1的周期函数,且0≤x <1时,f (x )=1-x .因此可画出函数的大致图象,如图所示,可知函数f (x )的零点个数为1.11.设f (x )是定义在R 上的偶函数,对任意的x ∈R ,都有f (x -2)=f (x +2),且当x ∈[-2,0]时,f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x-1,若函数g (x )=f (x )-log a (x +2)(a >1)在区间[-2,6]内恰有三个零点,则实数a 的取值范围是. 答案 (34,2) 解析根据题意得f [(x +2)-2]=f [(x +2)+2],即f (x )=f (x +4),故函数f (x )的周期为4.若方程f (x )-log a (x +2)=0(a >1)在区间[-2,6]内恰有三个不同的实根,则函数y =f (x )和y =log a (x +2)的图象在区间[-2,6]内恰有三个不同的交点,根据图象可知,log a (6+2)>3且log a (2+2)<3,解得34<a <2.所以实数a 的取值范围是(34,2).12.关于x 的二次方程x 2+(m -1)x +1=0在区间[0,2]上有解,求实数m 的取值范围. 解 显然x =0不是方程x 2+(m -1)x +1=0的解, 当0<x ≤2时,方程可变形为1-m =x +1x,又∵y =x +1x在(0,1]上单调递减,在[1,2]上单调递增,∴y =x +1x在(0,2]上的取值范围是[2,+∞),∴1-m ≥2,∴m ≤-1, 故m 的取值范围是(-∞,-1].13.定义在R 上的奇函数f (x ),当x ≥0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x x +1,x ∈[0,1),1-|x -3|,x ∈[1,+∞),则函数F (x )=f (x )-1π的所有零点之和为.答案11-2π解析 由题意知,当x <0时, f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x 1-x,x ∈(-1,0),|x +3|-1,x ∈(-∞,-1],作出函数f (x )的图象如图所示,设函数y =f (x )的图象与y =1π交点的横坐标从左到右依次为x 1,x 2,x 3,x 4,x 5,由图象的对称性可知,x 1+x 2=-6,x 4+x 5=6,x 1+x 2+x 4+x 5=0,令-2x 1-x =1π,解得x 3=11-2π,所以函数F (x )=f (x )-1π的所有零点之和为11-2π.14.已知f (x )是奇函数并且是R 上的单调函数,若函数y =f (2x 2+1)+f (λ-x )只有一个零点,则实数λ的值是. 答案 -78解析 依题意,方程f (2x 2+1)+f (λ-x )=0只有1个解, 故f (2x 2+1)=-f (λ-x )=f (x -λ)有1个解, ∴2x 2+1=x -λ,即2x 2-x +1+λ=0有唯一解, 故Δ=1-8(1+λ)=0,解得λ=-78.15.已知函数f (x )是偶函数,f (0)=0,且x >0时,f (x )是增函数,f (3)=0,则函数g (x )=f (x )+lg|x +1|的零点个数为. 答案 3解析 画出函数y =f (x )和y =-lg|x +1|的大致图象,如图所示.∴由图象知,函数g (x )=f (x )+lg|x +1|的零点的个数为3.16.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2|log 2x |,0<x ≤2,(x -3)(x -4),x >2,若f (x )=m 有四个零点a ,b ,c ,d ,则abcd的取值范围是. 答案 (10,12)解析 作出函数f (x )的图象,不妨设a <b <c <d ,则-log 2a =log 2b ,∴ab =1.又根据二次函数的对称性,可知c +d =7, ∴cd =c (7-c )=7c -c 2(2<c <3),∴10<cd <12, ∴abcd 的取值范围是(10,12).。
函数与方程[知识梳理]1.函数的零点(1)函数零点的定义对于函数y=f(x),我们把使__f(x)=0__成立的实数x叫做函数y =f(x)的零点.(2)三个等价关系方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与__x轴__有交点⇔函数y=f(x)有__零点__.(3)函数零点的判定(零点存在性定理)如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有__f(a)·f(b)<0__,那么函数y=f(x)在区间__(a,b)__内有零点,即存在c∈(a,b),使得__f(c)=0__,这个__c__也就是f(x)=0的根.2.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的零点Δ>0Δ=0Δ<0 二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与x轴的交点(x1,0),(x2,0)(x1,0)无交点零点个数__两个____一个__零个(1)二分法的定义对于在区间[a,b]上连续不断且__f(a)·f(b)<0__的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间__一分为二__,使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f(x)零点近似值的步骤第一步,确定区间[a,b],验证__f(a)·f(b)<0__,给定精确度ε.第二步,求区间(a,b)的中点x1.第三步,计算f(x1):①若__f(x1)=0__,则x1就是函数的零点;②若__f(a)·f(x1)<0__,则令b=x1(此时零点x0∈(a,x1));③若__f(x1)·f(b)<0__,则令a=x1(此时零点x0∈(x1,b)).第四步,判断是否达到精确度ε,即若|a-b|<ε,则得到零点近似值a(或b).否则重复第二、第三、第四步.4.有关函数零点的结论(1)若连续不断的函数f(x)在定义域上是单调函数,则f(x)至多有一个零点.(2)连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号.(3)连续不断的函数图象通过零点时,函数值可能变号,也可能不变号.一.思维辨析(在括号内打“√”或“×”).(1)函数f(x)=x2-1的零点是(-1,0)和(1,0).()(2)函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点(函数图象连续不断),则一定有f(a)·f(b)<0.()(3)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)在b2-4ac<0时没有零点.()(4)若连续不断的函数f(x)在(a,b)上单调且f(a)·f(b)<0,则函数f(x)在[a,b]上有且只有一个零点.()(5)函数的零点就是函数的图象与x轴的交点.()(6)函数y=f(x),x∈D在区间(a,b)⊆D内有零点(函数图象连续不断),则f(a)·f(b)<0.()(7)二次函数y=ax2+bx+c在b2-4ac<0时没有零点.()解析(1)错误.函数f(x)=x2-1的零点为-1和1,而并非其与x 轴的交点(-1,0)与(1,0).(2)错误.函数f(x)=x2-x在(-1,2)上有两个零点,但f(-1)·f(2)>0.(3)正确.当b2-4ac<0时,二次函数图象与x轴无交点,从而二次函数没有零点.(4)正确.由已知条件,数形结合得f(x)与x轴在区间[a,b]上有且仅有一个交点,故正确.答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×(7)√二.考点突破考点一函数零点所在区间的判定例1.(1)(2019·温州十校联考)设f(x)=ln x+x-2,则函数f(x)的零点所在的区间为(B)A.(0,1)B.(1,2)C.(2,3)D.(3,4)解析:解法一:∵f(1)=ln1+1-2=-1<0,f(2)=ln2>0,∴f(1)·f(2)<0,∵函数f(x)=ln x+x-2的图象是连续的,∴函数f(x)的零点所在的区间是(1,2).解法二:函数f(x)的零点所在的区间转化为函数g(x)=ln x,h(x)=-x+2图象交点的横坐标所在的范围,如图所示,可知f(x)的零点所在的区间为(1,2).(2)函数f (x )=2x +ln 1x -1的零点所在的大致区间是( B ) A .(1,2)B .(2,3)C .(3,4)D .(1,2)与(2,3)解析:f (x )=2x +ln 1x -1=2x -ln(x -1), 当1<x <2时,ln(x -1)<0,2x >0,所以f (x )>0,故函数f (x )在(1,2)上没有零点.f (2)=1-ln1=1,f (3)=23-ln2=2-3ln23=2-ln83.因为8=22≈2.828>e ,所以8>e 2,即ln8>2,即f (3)<0.又f (4)=12-ln3<0,所以f (x )在(2,3)内存在一个零点.方法与技巧 1.判断函数零点(方程的根)所在区间的方法提醒:在判断一个函数在某个区间上不存在零点时,不能完全依赖函数的零点存在性定理,要综合函数性质进行分析判断.2.利用函数零点存在性定理解题的步骤跟踪训练一(1)(2019·温州二模)在下列区间中,函数f (x )=e -x +4x -3的零点所在的区间可能为( D )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,0 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫14,12 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,34 解析:函数f (x )=e -x +4x -3是连续函数,又因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=1e-1<0,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫34=14e 3+3-3>0, 所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12f ⎝ ⎛⎭⎪⎫34<0,故选D. (2)(2019·广州花都区二模)已知函数f (x )=log a x +x -b (a >0且a ≠1).当2<a <3<b <4时,函数f (x )的零点x 0∈(n ,n +1),n ∈N *,则n =2.解析:对于函数y =log a x ,当x =2时,可得y <1,当x =3时,可得y >1,在同一坐标系中画出函数y =log a x ,y =-x +b 的图象,判断两个函数图象的交点在(2,3)内,∴函数f (x )的零点x 0∈(n ,n +1)时,n =2.考点二 判断函数零点个数例2. (1)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-|x |,x ≤2,(x -2)2,x >2,函数g (x )=3-f (2-x ),则函数y =f (x )-g (x )的零点个数为( A )A .2B .3C .4D .5解析:由已知条件可得g (x )=3-f (2-x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x -2|+1,x ≥0,3-x 2,x <0.函数y =f (x )-g (x )的零点个数即为函数y =f (x )与y =g (x )图象的交点个数,在平面直角坐标系内作出函数y =f (x )与y =g (x )的图象如图所示.由图可知函数y =f (x )与y =g (x )的图象有2个交点,所以函数y =f (x )-g (x )的零点个数为2,故选A.(2)函数f (x )=4cos 2x 2·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x -2sin x -|ln(x +1)|的零点个数为2. 解析:f (x )=2(1+cos x )sin x -2sin x -|ln(x +1)|=sin2x -|ln(x +1)|,x >-1,函数f (x )的零点个数即为函数y 1=sin2x (x >-1)与y 2=|ln(x +1)|(x >-1)的图象的交点个数.分别作出两个函数的图象,如图,可知有两个交点,则f (x )有两个零点.【条件探究】 将典例(1)中条件变为“函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≤0,log 2x ,x >0”,判断函数y =f (f (x ))+1的零点个数. 解:由f (f (x ))+1=0,得f (f (x ))=-1,由f (-2)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=-1,得f (x )=-2或f (x )=12. 若f (x )=-2,则x =-3或x =14;若f (x )=12,则x =-12或x = 2.综上可得函数y =f (f (x ))+1的零点的个数是4.方法与技巧 判断函数零点个数的方法 直接法 即直接求零点,令f (x )=0,如果能求出解,则有几个不同的解就有几个零点定理法 即利用零点存在性定理,不仅要求函数的图象在区间[a ,b ]上是连续不断的曲线,且f (a )·f (b )<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点图象法 即利用图象交点的个数,画出函数f (x )的图象,函数f (x )的图象与x 轴交点的个数就是函数f (x )的零点个数;将函跟踪训练二(1)已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2-3x,则函数g(x)=f(x)-x+3的零点的集合为(D)A.{1,3} B.{-3,-1,1,3}C.{2-7,1,3} D.{-2-7,1,3}解析:求出当x<0时f(x)的解析式,分类讨论解方程即可.令x<0,则-x>0,所以f(-x)=(-x)2+3x=x2+3x.因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(-x)=-f(x).所以当x<0时,f(x)=-x2-3x.所以当x≥0时,g(x)=x2-4x+3.令g(x)=0,即x2-4x+3=0,解得x=1或x=3.当x<0时,g(x)=-x2-4x+3.令g(x)=0,即x2+4x-3=0,解得x=-2+7>0(舍去)或x=-2-7.所以函数g(x)有三个零点,故其集合为{-2-7,1,3}.(2)(2019·广元三诊)已知定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+4)=f(x),且x∈[0,2]时,f(x)=sinπx+2|sinπx|,则方程f(x)-|lg x|=0在区间[0,10]上根的个数是(C)A.17B.18 C.19D.20解析:f (x )=sinπx +2|sinπx |=⎩⎪⎨⎪⎧3sinπx ,0≤x ≤1,-sinπx ,1<x ≤2, 由f (x +4)=f (x )可知,f (x )是以4为周期的周期函数.方程f (x )-|lg x |=0,即f (x )=|lg x |,方程的根即为函数y =f (x )与y =|lg x |图象交点的横坐标,作出两函数图象如图所示.由图象可知,方程f (x )-|lg x |=0在区间[0,10]上根的个数是19.考点三 函数零点的应用角度1 由函数零点存在情况或个数求参数的范围例3. 若函数f (x )=x ln x -a 有两个零点,则实数a 的取值范围为( D )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,1e B.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e C.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,1e D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-1e ,0 解析:令g (x )=x ln x ,h (x )=a ,则问题可转化成函数g (x )与h (x )的图象有两个交点.由g ′(x )=ln x +1,令g ′(x )<0,即ln x <-1,可解得0<x <1e ;令g ′(x )>0,即ln x >-1,可解得x >1e ,所以,当0<x <1e 时,函数g (x )单调递减;当x >1e 时,函数g (x )单调递增,由此可知,当x =1e 时,g (x )min =-1e .作出函数g (x )和h (x )的简图,据图可得-1e <a <0.角度2 求函数零点的和例4. (2019·河北保定一模)定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x +1)=-f (x ),当x ∈[0,1]时,f (x )=-2x +1,设函数g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|(- 1≤x ≤3),则函数f (x )与g (x )的图象所有交点的横坐标之和为( B )A .2B .4C .6D .8解析:∵f (x +1)=-f (x ),∴f (x +2)=-f (x +1)=f (x ),∴f (x )的周期为2.又f (x )为偶函数,∴f (1-x )=f (x -1)=f (x +1),故f (x )的图象关于直线x =1对称.又g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|(-1≤x ≤3)的图象关于直线x =1对称,作出f (x )和g (x )的图象如图所示.由图象可知两函数图象在[-1,3]上共有4个交点,分别记从左到右各交点的横坐标为x1,x2,x3,x4,可知x=x1与x=x4,x=x2与x =x3分别关于x=1对称,∴所有交点的横坐标之和为x1+x2+x3+x4=1×2×2=4,故选B.角度3比较大小例5.已知函数f(x)=2x+x,g(x)=x-log1x,h(x)=log2x-x的零2点分别为x1,x2,x3,则x1,x2,x3的大小关系是(D) A.x1>x2>x3B.x2>x1>x3C.x1>x3>x2D.x3>x2>x1解析:由f(x)=2x+x=0,g(x)=x-log1x=0,h(x)=log2x-x=2x,log2x=x.在坐标系中分别作出y=2x,y=0得2x=-x,x=log12-x;y=x,y=log1x;y=log2x,y=x的图象,由图象可知-1<x12<0,0<x2<1,x3>1,所以x3>x2>x1.方法与技巧函数零点的应用主要体现在三类问题:一是函数中不含参数,零点又不易直接求出,考查各零点的和或范围问题;二是函数中含有参数,根据零点情况求函数中参数的范围;三是函数中有参数,但不求参数,仍是考查零点的范围问题.这三类问题最终都是通过数形结合转化为两函数图象的交点进行解决.常用方法跟踪训练三(1)已知函数f(x)=|2x-2|+b的两个零点分别为x1,x2(x1>x2),则下列结论正确的是(A)A.1<x1<2,x1+x2<2 B.1<x1<2,x1+x2<1C.x1>1,x1+x2<2 D.x1>1,x1+x2<1(2)已知函数f(x)=|x2+3x|,x∈R,若方程f(x)-a|x-1|=0恰有4个互异的实数根,则实数a的取值范围是(0,1)∪(9,+∞).三.真题练习1.(2018·全国卷Ⅰ)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x ,x ≤0,ln x ,x >0,g (x )=f (x )+x+a .若g (x )存在2个零点,则a 的取值范围是( C )A .[-1,0)B .[0,+∞)C .[-1,+∞)D .[1,+∞)解析:g (x )=f (x )+x +a 存在2个零点等价于函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x ,x ≤0,ln x ,x >0与h (x )=-x -a 的图象存在2个交点,如图.当x =0时,h (0)=-a ,由图可知要满足y =f (x )与y =h (x )的图象存在2个交点,需要-a ≤1,即a ≥-1,故选C.2.(2017·全国卷Ⅲ)已知函数f (x )=x 2-2x +a (e x -1+e -x +1)有唯一零点,则a =( C )A .-12 B.13 C.12D .1解析:由函数f (x )有零点得x 2-2x +a (e x -1+e -x +1)=0有解,即(x-1)2-1+a (e x -1+e -x +1)=0有解,令t =x -1,则上式可化为t 2-1+a (e t +e -t)=0,即a =1-t2e t +e-t .令h (t )=1-t 2e t +e-t ,易得h (t )为偶函数,又由f (x )有唯一零点得函数h (t )的图象与直线y =a 有唯一交点,则此交点的横坐标为0,所以a =1-02=12,故选C.3.(2017·山东卷)已知当x ∈[0,1]时,函数y =(mx -1)2的图象与y =x +m 的图象有且只有一个交点,则正实数m 的取值范围是( B )A .(0,1]∪[23,+∞)B .(0,1]∪[3,+∞)C .(0,2]∪[23,+∞)D .(0,2]∪[3,+∞)解析:①当0<m ≤1时,在同一平面直角坐标系中作出函数y =(mx -1)2与y =x +m 的图象,如图.易知此时两函数图象在x ∈[0,1]上有且只有一个交点; ②当m >1时,在同一平面直角坐标系中作出函数y =(mx -1)2与y =x +m 的图象,如图.要满足题意,则(m -1)2≥1+m ,解得m ≥3或m ≤0(舍去),∴m ≥3.综上,正实数m 的取值范围为(0,1]∪[3,+∞).4.(2018·天津卷)已知a >0,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2ax +a ,x ≤0,-x 2+2ax -2a ,x >0.若关于x 的方程f (x )=ax 恰有2个互异的实数解,则a 的取值范围是(4,8).解析:设g (x )=f (x )-ax =⎩⎪⎨⎪⎧x 2+ax +a ,x ≤0,-x 2+ax -2a ,x >0,方程f (x )=ax 恰有2个互异的实数解即函数y =g (x )有两个零点,即y =g (x )的图象与x 轴有2个交点,满足条件的y =g (x )的图象有以下两种情况:情况一:则⎩⎪⎨⎪⎧Δ1=a 2-4a >0,Δ2=a 2-8a <0,∴4<a <8. 情况二:则⎩⎪⎨⎪⎧Δ1=a 2-4a <0,Δ2=a 2-8a >0,不等式组无解.综上,满足条件的a 的取值范围是(4,8).5.(2018·浙江卷)已知λ∈R ,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -4,x ≥λ,x 2-4x +3,x <λ.当λ=2时,不等式f (x )<0的解集是(1,4),若函数f (x )恰有2个零点,则λ的取值范围是(1,3]∪(4,+∞).解析:当λ=2时,不等式f (x )<0等价于⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2,x -4<0或⎩⎪⎨⎪⎧x <2,x 2-4x +3<0,即2≤x <4或1<x <2,故不等式f (x )<0的解集为(1,4).易知函数y =x -4(x ∈R )有一个零点x 1=4,函数y =x 2-4x +3(x ∈R )有两个零点x 2=1,x 3=3.在同一坐标系中作出这两个函数的图象(图略),要使函数f (x )恰有2个零点,则只能有以下两种情形:①两个零点为1,3,由图可知,此时λ>4.②两个零点为1,4,由图可知,此时1<λ≤3.综上,λ的取值范围为(1,3]∪(4,+∞).四.[课时跟踪检测]进阶题1.(2019·重庆一中期中)函数f (x )=e x +x -3在区间(0,1)上的零点个数是( )A .0B .1C .2D .3解析:选B 由题知函数f (x )是增函数.根据函数的零点存在性定理及f (0)=-2,f (1)=e -2>0,可知函数f (x )在区间(0,1)上有且只有一个零点,故选B.2.函数f (x )=x cos x 2在区间[0,4]上的零点个数为( ) A .4B .5C .6D .7解析:选C ∵x ∈[0,4],∴x 2∈[0,16],当x 2=0,π2,3π2,5π2,7π2,9π2时f (x )=0都成立.∴f (x )的零点个数为6.故选C.3.(2019·江西三校联考)设函数y =log 2x -1与y =22-x 的图象的交点为(x 0,y 0),则x 0所在的区间是( )A .(0,1)B .(1,2)C .(2,3)D .(3,4)解析:选C 令函数f (x )=log 2x -1-22-x ,则f (2)=-1,f (3)=log 23-32=log 23-log 2(8)>0,因为f (2)f (3)<0,所以函数f (x )在(2,3)上必有零点.又易知函数f (x )为增函数,所以f (x )在(2,3)上有且只有一个零点,所以x 0∈(2,3),故选C.4.(2019·福州期末质检)已知函数f (x )=⎩⎨⎧x 2-2x ,x ≤0,1+1x ,x >0,则函数y =f (x )+3x 的零点个数是( )A .0B .1C .2D .3解析:选C 根据题意,令x 2-2x +3x =0,解得x 1=0,x 2=-1,即当x ≤0时函数有两个零点;又当x >0时,1+1x +3x =0无解.故函数只有两个零点.故选C.5.已知函数f (x )=|x -2|+1,g (x )=kx .若方程f (x )=g (x )有两个不相等的实根,则实数k 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12B.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1C .(1,2)D .(2,+∞)解析:选B f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -1,x ≥2,3-x ,x <2,如图,作出y =f (x )的图象,其中A (2,1),则k OA =12.要使方程f (x )=g (x )有两个不相等的实根,即函数f (x )与g (x )的图象有两个不同的交点,由图可知12<k <1.故选B.6.(2019·辽宁朝阳普通高中模拟)方程4sin πx =21-x 在[-2,4]内根的个数为( )A .6B .7C .5D .8解析:选D 由原方程得2sin πx =11-x ,在同一坐标系中作出两函数y =2sin πx 和y =11-x的图象,如图.由图可知,两函数的图象在[-2,4]上共有8个交点,即原方程在[-2,4]内有8个根.故选D.7.(2019·广东佛山顺德区一模)对于实数a ,b 定义运算“D ○×”:aD ○×b =⎩⎪⎨⎪⎧b -a ,a <b ,b 2-a 2,a ≥b .设f (x )=(2x -3)D ○×(x -3),且关于x 的方程f (x )=k (k ∈R)恰有三个互不相同的实根x 1,x 2,x 3,则x 1x 2x 3的取值范围为( )A .(0,3)B .(-1,0)C .(-∞,0)D .(-3,0)解析:选D ∵aD ○×b =⎩⎪⎨⎪⎧b -a ,a <b ,b 2-a 2,a ≥b ,∴f (x )=(2x -3)D ○×(x -3)=⎩⎪⎨⎪⎧-x ,x <0,-3x 2+6x ,x ≥0, 其图象如图所示.不妨设x 1<x 2<x 3,由图可得x 1=-k ,x 2x 3=13k , 故x 1x 2x 3=-13k 2,k ∈(0,3), ∴x 1x 2x 3∈(-3,0).故选D.8.(2019·沈阳模拟)若函数f (x )=log 2(x +a )与g (x )=x 2-(a +1)x -4(a +5)存在相同的零点,则a 的值为________.解析:将函数f (x )=log 2(x +a )的零点x =1-a ,代入x 2-(a +1)x -4(a +5)=0得到(1-a )2-(a +1)(1-a )-4(a +5)=0,解得a =5或a =-2.答案:5或-29.(2019·凉山州一诊)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x +1,x <0,2,x ≥0,则方程f (1+x 2)=f (2x )的解集是________.解析:∵函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x +1,x <0,2,x ≥0,方程f (1+x 2)=f (2x ), ∴当x <0时,2=e 2x +1,解得x =0,不成立;当x ≥0时,f (1+x 2)=f (2x )=2,成立.∴方程f (1+x 2)=f (2x )的解集是{x |x ≥0}.故答案为{x |x ≥0}.答案:{x |x ≥0}10.(2019·常德期末)设函数f (x )=x 2,若函数g (x )=[f (x )]2+mf (x )+m +3有四个零点,则实数m 的取值范围为________.解析:根据函数f (x )=x 2≥0且g (x )=[f (x )]2+mf (x )+m +3,令t =f (x ),结合函数f (x )=x 2的图象及题意可知方程t 2+mt +m +3=0有两个不等正根,所以⎩⎪⎨⎪⎧ Δ=m 2-4(m +3)>0,-m >0,m +3>0,得⎩⎪⎨⎪⎧ m >6或m <-2,m <0,m >-3,即-3<m <-2. 答案:(-3,-2)11.(2019·遵义月考)已知函数f (x )=-x 2-2x ,g (x )=⎩⎨⎧ x +14x,x >0,x +1,x ≤0.(1)求g (f (1))的值;(2)若方程g (f (x ))-a =0有4个不同的实数根,求实数a 的取值范围.解:(1)g (f (1))=g (-3)=-3+1=-2.(2)令f (x )=t (t <1),则原方程化为g (t )=a 有4个不同的实数根,易知方程f (x )=t 在 (-∞,1)内有2个不同的实数根,则原方程有4个不同的实数根等价于函数y =g (t )(t <1)与y =a 的图象有2个不同的交点,如图,画出函数g (t )的图象,结合图象可知,1≤a <54,即a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,54. 12.(2019·沈阳四校联考)已知函数f (x )=2x-a 2x (a ∈R),将y =f (x )的图象向右平移两个单位长度,得到函数y =g (x )的图象.(1)求函数y =g (x )的解析式;(2)若方程f (x )=a 在x ∈[0,1]上有且仅有一个实数根,求实数a 的取值范围.解:(1)由题意,得g (x )=2x -2-a2x -2. (2)设2x =t ,x ∈[0,1],则t ∈[1,2],原方程可化为t 2-at -a =0, t 2-at -a =0在t ∈[1,2]上有且仅有一个实数根.法一:设k (t )=t 2-at -a ,图象的对称轴方程为t =a 2, 因为k (1)=1-2a ,k (2)=4-3a ,所以k (1)与k (2)不同时为0,所以k (1)·k (2)≤0,①或⎩⎨⎧ Δ=0,1≤a 2≤2,②由①得(1-2a )(4-3a )≤0,即(2a -1)(3a -4)≤0,得12≤a ≤43.由②得⎩⎪⎨⎪⎧a 2+4a =0,2≤a ≤4,无解,故实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,43. 法二:由t 2-at -a =0,t ∈[1,2],得1a =⎝ ⎛⎭⎪⎫1t 2+1t ,t ∈[1,2].设u =1t ,则u ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1,1a =u 2+u . 记h (u )=u 2+u ,则h (u )=u 2+u 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1上单调递增, 故h ⎝ ⎛⎭⎪⎫12≤1a ≤h (1),即34≤1a ≤2, 所以12≤a ≤43,故实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,43. 难度题1.(2019·西安高三一检)设x 0为函数f (x )=sin πx 的零点,且满足|x 0|+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+12<33,则这样的零点有( ) A .61个B .63个C .65个D .67个解析:选C 依题意得sin πx 0=0,所以πx 0=k π(k ∈Z),即x 0=k ,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+12=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+12π=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx 0+π2=cos πx 0=cos k π,所以|x 0|+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+12<33,即|k |<33-cos k π,当k 为偶数时,|k |<32,则零点有31个;当k 为奇数时,|k |<34,则零点有34个.所以共有31+34=65个零点,故选C.2.(2019·绵阳模拟)函数f (x )满足f (x +2)=f (x ),且当-1≤x ≤1时,f (x )=|x |.若函数y =f (x )的图象与函数g (x )=log a x (a >0,且a ≠1)的图象有且仅有4个交点,则a 的取值集合为( )A .(4,5)B .(4,6)C .{5}D .{6}解析:选C 因为f (x +2)=f (x ),所以f (x )的周期为2.当x ∈[-1,1]时,f (x )=|x |.在同一直角坐标系下作出函数f (x )与g (x )=log a x 的图象,如图所示.若函数y =f (x )的图象与函数g (x )=log a x (a >0,且a ≠1)的图象有且仅有4个交点,则a >1且函数g (x )=log a x 的图象过点(5,1),即a =5.故选C.3.(2019·信阳模拟)已知函数f (x )=log 2(2x +1).(1)求证:函数f (x )在(-∞,+∞)上单调递增;(2)若g (x )=log 2(2x -1)(x >0),且关于x 的方程g (x )=m +f (x )在[1,2]上有解,求m 的取值范围.解:(1)证明:∵函数f (x )=log 2(2x +1),任取x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=log 2(2x 1+1)-log 2(2x 2+1)=log 22x 1+12x 2+1, ∵x 1<x 2,∴0<2x 1+12x 2+1<1, ∴log 22x 1+12x 2+1<0, ∴f (x 1)<f (x 2),∴函数f (x )在(-∞,+∞)上单调递增.(2)∵g (x )=m +f (x ),∴m =g (x )-f (x )=log 2(2x -1)-log 2(2x +1)=log 22x -12x +1=log 2⎝⎛⎭⎪⎫1-22x +1, ∵1≤x ≤2,∴2≤2x ≤4,∴log 213≤log 2⎝⎛⎭⎪⎫1-22x +1≤log 235, 故m 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤log 213,log 235.。