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專(zhuān)題2.3零點(diǎn)歸類(lèi)熱點(diǎn)考題歸納【題型一】二分法【典例分析】1.(2023·遼寧大連·統(tǒng)考一模)牛頓迭代法是我們求方程近似解的重要方法.對(duì)于非線性可導(dǎo)函數(shù)在附近一點(diǎn)的函數(shù)值可用代替,該函數(shù)零點(diǎn)更逼近方程的解,以此法連續(xù)迭代,可快速求得合適精度的方程近似解.利用這個(gè)方法,解方程,選取初始值,在下面四個(gè)選項(xiàng)中最佳近似解為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】求出迭代關(guān)系為,結(jié)合逐項(xiàng)計(jì)算可得出結(jié)果.【詳解】令,則,令,即,可得,迭代關(guān)系為,取,則,,故選:D.2.(河南省南陽(yáng)市第一中學(xué)校2022-2023學(xué)年高三上學(xué)期第一次月考數(shù)學(xué)(理)試題)已知函數(shù)的零點(diǎn)位于區(qū)間內(nèi),則整數(shù)(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)與在上均為增函數(shù),所以函數(shù)在上為增函數(shù),因?yàn)椋?,,所以函?shù)的零點(diǎn)位于區(qū)間內(nèi),故.故選:B.【變式演練】1.已知函數(shù),則下列區(qū)間中含零點(diǎn)的是(
)A. B. C. D.【答案】C【詳解】由題意知:,,,.由零點(diǎn)存在定理可知在區(qū)間一定有零點(diǎn).故選:C.2.用二分法求函數(shù)的零點(diǎn)可以取的初始區(qū)間是(
)A. B. C. D. 【答案】A【詳解】因?yàn)?,,且單調(diào)遞增,即當(dāng)時(shí),,所以零點(diǎn)在內(nèi),故選:A3若函數(shù)的零點(diǎn)與的零點(diǎn)之差的絕對(duì)值不超過(guò)0.25,則函數(shù)可以是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】可先對(duì)四個(gè)選項(xiàng)的零點(diǎn)求值,再用二分法進(jìn)一步判斷的零點(diǎn)區(qū)間,即可求解【詳解】對(duì)A,的零點(diǎn)為;對(duì)B,的零點(diǎn)為;對(duì)C,的零點(diǎn)為;對(duì)D,的零點(diǎn)為;,,,故零點(diǎn)在之間,再用二分法,取,,,故的零點(diǎn),由題的零點(diǎn)之差的絕對(duì)值不超過(guò)0.25,則只有的零點(diǎn)符合;故選:B【題型二】?jī)缰笇?duì)圖像基礎(chǔ)【典例分析】1.已知函數(shù),若函數(shù)在R上有兩個(gè)零點(diǎn),則m的取值范圍是(
).A. B. C. D.【答案】D【詳解】因?yàn)楹瘮?shù),當(dāng)時(shí),令可得,解得,所以在上有一個(gè)零點(diǎn),又函數(shù)在R上有兩個(gè)零點(diǎn),所以當(dāng)時(shí),方程有一個(gè)根,所以方程在上有一個(gè)根,即函數(shù)與函數(shù)的圖象在時(shí)有且只有一個(gè)交點(diǎn),作函數(shù)的圖象如下:觀察圖象可得,所以,所以m的取值范圍是.故選:D.2.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))使函數(shù)的值域?yàn)榈囊粋€(gè)a的值為.【詳解】令,由題意得的值域?yàn)?,又的值域?yàn)椋裕獾?,所以的取值范圍為.故答案為?(答案不唯一)【提分秘籍】函數(shù),:(1)當(dāng),時(shí),圖象恒過(guò)和_兩點(diǎn);其中當(dāng)時(shí),冪函數(shù)圖象在圖象的下方;當(dāng)時(shí),冪函數(shù)圖象在圖象的上方.(2)當(dāng),時(shí),圖象也恒過(guò)__和兩點(diǎn);其中當(dāng)時(shí),冪函數(shù)圖象在圖象的上方;當(dāng),冪函數(shù)圖象在圖象的下方.(3)當(dāng),時(shí),圖象恒過(guò)點(diǎn)___.【變式演練】1.已知,設(shè),則函數(shù)的最大值為.【答案】8【分析】由求出的定義域?yàn)?,然后換元,令,,得,根據(jù)二次函數(shù)的單調(diào)性可求出最大值.【詳解】,由得,即的定義域?yàn)?,令,因?yàn)?,所以,所以在上為增函?shù),所以時(shí),.故答案為:.2.(2023·四川綿陽(yáng)·三臺(tái)中學(xué)??家荒#┮阎瘮?shù),則不等式的解集為.【答案】【分析】分別在和的情況下,結(jié)合指數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)單調(diào)性可解不等式求得結(jié)果.【詳解】當(dāng),即時(shí),,,解得:(舍);當(dāng),即時(shí),,,解得:,;綜上所述:不等式的解集為.故答案為:.3.(2023·江蘇鎮(zhèn)江·江蘇省鎮(zhèn)江中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù)的零點(diǎn)為,函數(shù)的零點(diǎn)為,則.【答案】2【分析】根據(jù)零點(diǎn)的定義,等價(jià)轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)求交點(diǎn),根據(jù)反函數(shù)的定義,結(jié)合對(duì)稱(chēng)性,可得答案.【詳解】由,得,函數(shù)與互為反函數(shù),在同一坐標(biāo)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(duì)稱(chēng),則,.故答案為:.【題型三】求零點(diǎn)基礎(chǔ)方法:水平線法【典例分析】1.已知函數(shù),且,當(dāng)時(shí),函數(shù)存在零點(diǎn),則實(shí)數(shù)m的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】先根據(jù)條件算出參數(shù),函數(shù)存在零點(diǎn)等價(jià)于方程有解,即有解,故只需要求在上的值域即可.【詳解】由題意得,,則,,令,因?yàn)?,所以,因此可轉(zhuǎn)化為,,其對(duì)稱(chēng)軸為,,,所以在上的值域?yàn)椋瘮?shù)存在零點(diǎn),等價(jià)于方程有解,所以實(shí)數(shù)的取值范圍是.故選:B2.(天津市津衡高級(jí)中學(xué)2022屆高三下學(xué)期4月月考數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù),若函數(shù)有4個(gè)零點(diǎn),則m的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】C【分析】將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為方程有4個(gè)根,當(dāng)時(shí),可得是方程的根,當(dāng)時(shí),可得然后畫(huà)出函數(shù)圖象,根據(jù)圖象求解即可【詳解】的零點(diǎn)即方程的根,當(dāng)時(shí),容易驗(yàn)證為方程的根.當(dāng)時(shí),由,可得畫(huà)出函數(shù)的圖象,如圖所示.當(dāng)有4個(gè)零點(diǎn)時(shí),直線與函數(shù)的圖象有3個(gè)交點(diǎn),由圖可得或.故選:C【變式演練】1.(湘鄂冀三省益陽(yáng)平高學(xué)校、長(zhǎng)沙市平高中學(xué)等七校2021-2022學(xué)年上學(xué)期聯(lián)考數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù),若函數(shù)有三個(gè)不同的零點(diǎn),則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】結(jié)合的單調(diào)性畫(huà)出的圖象,結(jié)合的零點(diǎn)個(gè)數(shù)來(lái)求得的取值范圍.【詳解】在上遞增,且,當(dāng)時(shí),,任取,,其中,當(dāng)時(shí),,遞增;當(dāng)時(shí),,遞減;,由此畫(huà)出的大致圖象如下圖所示,有三個(gè)不同的零點(diǎn),即與有三個(gè)交點(diǎn),由圖可知,的取值范圍是.故選:B2.(河南省2021-2022學(xué)年上學(xué)期階段性考試(三)數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù)函數(shù)有三個(gè)不同的零點(diǎn),,,且,則(
)A. B.的取值范圍為C.a(chǎn)的取值范圍為 D.的取值范圍為【答案】D【分析】有三個(gè)不同的零點(diǎn),轉(zhuǎn)化為方程有三個(gè)不同的解,然后畫(huà)出函數(shù)的圖象和直線,結(jié)合圖象求解.【詳解】有三個(gè)不同的零點(diǎn),即方程有三個(gè)不同的解,的圖象如圖所示,結(jié)合圖象可得,,,由二次函數(shù)的對(duì)稱(chēng)性,可得,故的取值范圍為,故選:D.【題型四】水平線法:對(duì)數(shù)絕對(duì)值型【典例分析】1.(重慶市璧山來(lái)鳳中學(xué)校九校2023屆高三上學(xué)期聯(lián)考模擬(二)數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù),則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為(
)A.個(gè) B.個(gè) C.個(gè) D.個(gè)【答案】C【分析】解方程可得結(jié)果.【詳解】當(dāng)時(shí),由可得,解得(舍去);當(dāng)時(shí),由可得,即或,解得或.綜上所述,函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為.故選:C.2.已知函數(shù)(,且)在區(qū)間上為單調(diào)函數(shù),若函數(shù)有三個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍為(
)A.B.. D.【答案】D【分析】由函數(shù)在在上為單調(diào)函數(shù),且當(dāng)時(shí)單調(diào)遞減,則滿足,可得到的范圍;再將有三個(gè)不同的零點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)和有三個(gè)交點(diǎn)問(wèn)題,畫(huà)出兩個(gè)函數(shù)的圖象,可先判斷當(dāng)時(shí)存在兩個(gè)交點(diǎn),則只需滿足時(shí)有且僅有一個(gè)交點(diǎn)即可,進(jìn)而求解,綜合得到的范圍.【詳解】由題,因?yàn)樵谏蠟閱握{(diào)函數(shù),且時(shí),單調(diào)遞減,所以,解得,在同一坐標(biāo)系中畫(huà)出和的圖象,如圖所示:由圖象可知當(dāng)時(shí),和的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),故只需當(dāng)時(shí),和的圖象有且只有一個(gè)交點(diǎn),當(dāng),即,即時(shí),滿足題意;當(dāng),即時(shí),只需與相切,聯(lián)立可得,則,解得,綜上,的取值范圍是故選:D【提分秘籍】對(duì)數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì)圖象性質(zhì)(1)定義域:_.(2)值域:(3)過(guò)定點(diǎn),即x=_1_時(shí),y=0(4)在_上增函數(shù)(4)在上是減函數(shù)(5);(5);【變式演練】1.(吉林省長(zhǎng)春市第五中學(xué)2021-2022學(xué)年數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù),函數(shù)有四個(gè)不同的零點(diǎn),,,,且滿足:,則下列結(jié)論中不正確的是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】作出函數(shù)圖象,根據(jù)函數(shù)圖象得出4個(gè)零點(diǎn)的關(guān)系及范圍,進(jìn)而得出結(jié)論.【詳解】函數(shù)的四個(gè)不同的零點(diǎn),,,,就是函數(shù)與兩個(gè)圖象四個(gè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo),作出函數(shù)的圖象,由圖象可知,故A正確;由,可得或,結(jié)合圖象可知,故B錯(cuò)誤;根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)和圖象得出,所以,故C正確;又,且,所以,即,所以,故D正確.故選:B.2.(福建省德化第一中學(xué)2021-2022學(xué)年考試數(shù)學(xué)試題)設(shè)函數(shù),若函數(shù)在R上有4個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是A. B. C. D.【答案】D【分析】由,得,然后作出函數(shù)的圖像,利用的圖像與的關(guān)系判斷實(shí)數(shù)a的取值范圍.【詳解】由函數(shù)在R上有4個(gè)不同的零點(diǎn),可知有4個(gè)不同的根,即函數(shù)的圖像與直線有4個(gè)不同的交點(diǎn),當(dāng)時(shí),,函數(shù)圖像如下:數(shù)形結(jié)合可知,只要,即,就有2個(gè)不同的交點(diǎn),要使函數(shù)有4個(gè)不同的零點(diǎn),需當(dāng)時(shí),有2個(gè)不同的交點(diǎn),即在上有兩個(gè)不同的根,又,如圖:需,解得故實(shí)數(shù)a的取值范圍是故選:D3.已知函數(shù),若函數(shù)有四個(gè)零點(diǎn),分別為則的取值范圍是A. B. C. D.【答案】B【分析】畫(huà)出函數(shù)的圖象,函數(shù)有四個(gè)零點(diǎn)即為函數(shù)的圖象與直線有四個(gè)交點(diǎn),不妨令,得到,結(jié)合圖象得到,結(jié)合,求得,即可求解.【詳解】由題意,函數(shù)的圖象,如圖所示,函數(shù)有四個(gè)零點(diǎn),即函數(shù)的圖象與直線有四個(gè)交點(diǎn),且這些交點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為,不妨令,則,可得.當(dāng)時(shí),函數(shù),且,要使的圖象與直線有兩個(gè)交點(diǎn),則.令,即,可得,即,所以的取值范圍是.故選:B.【題型五】水平線法:指數(shù)型【典例分析】1.(黑龍江省哈爾濱市賓縣第二中學(xué)2022-2023學(xué)年考試數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù),若函數(shù)g(x)=f(x)-k有3個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)k的取值范圍為(
)A.(0,+∞) B.(0,1) C.[1,+∞) D.[1,2)【答案】B【分析】由題意可知函數(shù)f(x)與直線y=k有3個(gè)交點(diǎn),作出函數(shù)f(x)的大致圖象,由圖象觀察即可得出答案.【詳解】作出函數(shù)f(x)的大致圖象,如圖所示,要使g(x)=f(x)-k有3個(gè)零點(diǎn),即函數(shù)y=f(x)的圖象與直線y=k有3個(gè)交點(diǎn),由圖象可知,0<k<1.故選:B.2.(河北省2023屆高三上學(xué)期11月聯(lián)考數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù)若函數(shù)有3個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】要使函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),則有三個(gè)不相等的實(shí)根,即與的圖象有三個(gè)交點(diǎn),結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)及圖象即可得出.【詳解】要使函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),則有三個(gè)不相等的實(shí)根,即與的圖象有三個(gè)交點(diǎn),當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,;當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,;當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,;由與的圖象有三個(gè)交點(diǎn),結(jié)合函數(shù)圖象可得,故選:A.【提分秘籍】指數(shù)函數(shù)圖象與性質(zhì)圖象性質(zhì)(1)定義域:R_(2)值域:(3)過(guò)定點(diǎn)__,即x=0時(shí),y=1(4)增函數(shù)(4)減函數(shù)(5);(5);【變式演練】1.函數(shù),若函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】令,可得,分別作出直線和函數(shù)的圖象,平移直線即可得到的取值范圍.【詳解】作出函數(shù)的圖象,令,可得,畫(huà)出直線,可得當(dāng)時(shí),直線和函數(shù)的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),則有兩個(gè)零點(diǎn).故選:B.2.(陜西省2022屆高三下學(xué)期教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)(三)理科數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù),若函數(shù)有三個(gè)不同的零點(diǎn),,且,則的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】C【分析】根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)定義,結(jié)合數(shù)形結(jié)合思想、一元二次方程根與系數(shù)關(guān)系,通過(guò)構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行求解即可.【詳解】函數(shù)的圖象如下圖所示:令,因?yàn)楹瘮?shù)有三個(gè)不同的零點(diǎn),所以,因?yàn)槎魏瘮?shù)的對(duì)稱(chēng)軸為,所以有,顯然是方程的兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,因此有,是方程的根,即,所以,于是有,設(shè),設(shè),當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,所以有,即單調(diào)遞減,所以當(dāng)時(shí),,故選:C3..(陜西省商洛市2021-2022學(xué)年數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù),函數(shù)有四個(gè)不同的的零點(diǎn),,,,且,則(
)A.a(chǎn)的取值范圍是(0,)B.的取值范圍是(0,1)C. D.【答案】D【分析】將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為與有四個(gè)不同的交點(diǎn),應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想判斷各交點(diǎn)橫坐標(biāo)的范圍及數(shù)量關(guān)系,即可判斷各選項(xiàng)的正誤.【詳解】有四個(gè)不同的零點(diǎn)、、、,即有四個(gè)不同的解.的圖象如下圖示,由圖知:,所以,即的取值范圍是(0,+∞).由二次函數(shù)的對(duì)稱(chēng)性得:,因?yàn)椋矗剩蔬x:D【題型六】復(fù)合二次型函數(shù)零點(diǎn)求參數(shù):因式分解型【典例分析】1.(重慶市開(kāi)州區(qū)臨江中學(xué)2023屆高三上學(xué)期入學(xué)考試數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù),若函數(shù)恰好有5個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)m的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】函數(shù)有零點(diǎn)轉(zhuǎn)化為方程有實(shí)根,令,則方程可轉(zhuǎn)化為常見(jiàn)的一元二次方程,對(duì)其分析求解即可.【詳解】畫(huà)出函數(shù)的大致圖象,如下圖所示:函數(shù)恰好有5個(gè)不同的零點(diǎn),方程有5個(gè)根,設(shè),則方程化為,易知此方程有兩個(gè)不等的實(shí)根,,結(jié)合的圖象可知,,,令令,則由二次函數(shù)的根的分布情況得:,解得:.故選:A2.(廣東省佛山市第一中學(xué)2023屆高三上學(xué)期第三次月考數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù),若函數(shù)只有兩個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】先求解為0時(shí)的值,可得只有兩個(gè)零點(diǎn),再根據(jù)分析可得無(wú)解,進(jìn)而求得的取值范圍即可.【詳解】由題意,即或.因?yàn)?,易得無(wú)解.故只有兩個(gè)零點(diǎn).當(dāng)時(shí),或,解得或有兩個(gè)零點(diǎn).故無(wú)解.因?yàn)?,,故,解得故選:D【提分秘籍】對(duì)于復(fù)合函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)問(wèn)題,求解思路如下:(1)確定內(nèi)層函數(shù)和外層函數(shù);(2)確定外層函數(shù)的零點(diǎn);(3)確定直線與內(nèi)層函數(shù)圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)分別為、、、、,則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為.【變式演練】1.(河南省駐馬店市2021-2022學(xué)年數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù),,則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)不可能是(
)A.2個(gè) B.3個(gè) C.4個(gè) D.5個(gè)【答案】B【分析】由可得或,然后畫(huà)出的圖象,結(jié)合圖象可分析出答案.【詳解】由可得或的圖象如下:所以當(dāng)時(shí),,此時(shí)無(wú)零點(diǎn),有2個(gè)零點(diǎn),所以的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為2;當(dāng)時(shí),,此時(shí)有2個(gè)零點(diǎn),有2個(gè)零點(diǎn),所以的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為4;當(dāng)時(shí),,此時(shí)有4個(gè)零點(diǎn),有2個(gè)零點(diǎn),所以的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為6;當(dāng)時(shí),,此時(shí)有3個(gè)零點(diǎn),有2個(gè)零點(diǎn),所以的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為5;當(dāng)且時(shí),此時(shí)有2個(gè)零點(diǎn),有2個(gè)零點(diǎn),所以的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為4;當(dāng)時(shí),,此時(shí)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為2;當(dāng)時(shí),,此時(shí)有2個(gè)零點(diǎn),有3個(gè)零點(diǎn),所以的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為5;當(dāng)時(shí),,此時(shí)有2個(gè)零點(diǎn),有4個(gè)零點(diǎn),所以的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為6;當(dāng)時(shí),,此時(shí)有2個(gè)零點(diǎn),有2個(gè)零點(diǎn),所以的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為4;當(dāng)時(shí),,此時(shí)有2個(gè)零點(diǎn),無(wú)零點(diǎn),所以的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為2;綜上:的零點(diǎn)個(gè)數(shù)可以為2、4、5、6,故選:B2.已知,則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】由解析式及指對(duì)數(shù)的性質(zhì)分析分段函數(shù)的性質(zhì),求函數(shù)時(shí)對(duì)應(yīng)值,應(yīng)用數(shù)形結(jié)合法判斷零點(diǎn)個(gè)數(shù).【詳解】由題設(shè),當(dāng)時(shí)且遞減,當(dāng)時(shí)且遞減,令,則,可得或,如下圖示:由圖知:時(shí)有一個(gè)零點(diǎn),時(shí)有兩個(gè)零點(diǎn),故共有3個(gè)零點(diǎn).故選:C3.(2022·山東日照·日照一中??家荒#┮阎瘮?shù)是定義在R的偶函數(shù),當(dāng)時(shí),若函數(shù)有且僅有6個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a取值范圍.【答案】【詳解】由,可得或,由函數(shù)是定義在上的偶函數(shù),當(dāng)時(shí),,所以有個(gè)零點(diǎn),則有個(gè)不同的零點(diǎn),又,則,又時(shí),有個(gè)不同的零點(diǎn),即.故.故本題應(yīng)填.【題型七】復(fù)合二次型函數(shù)零點(diǎn)求參數(shù):根的分布型【典例分析】1.(2023·江蘇南京·南京市第一中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù),若函數(shù)恰有6個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為.【答案】【分析】利用導(dǎo)數(shù)求出在上的單調(diào)性與極大值,即可畫(huà)出函數(shù)的圖象,依題意可得關(guān)于的方程恰有個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,令,則關(guān)于的有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,且,,令,則,即可求出參數(shù)的取值范圍.【詳解】當(dāng)時(shí),則,所以當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,則在處取得極大值,,且時(shí),當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),函數(shù)在上單調(diào)遞增,所以的圖象如下所示:
對(duì)于函數(shù),令,即,令,則,要使恰有個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,即關(guān)于的有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,且,,令,則有兩個(gè)不相等的零點(diǎn)均位于之間,所以,解得,所以實(shí)數(shù)的取值范圍為.故答案為:2.(2022秋·山東青島·高三山東省萊西市第一中學(xué)校考階段練習(xí))設(shè)函數(shù),若關(guān)于的函數(shù)恰好有六個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】畫(huà)出圖象,換元后得到方程在內(nèi)有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,利用二次函數(shù)根的分布列出不等式組,求出實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】作出函數(shù)的圖象如圖,令,則當(dāng),方程有個(gè)不同的實(shí)數(shù)解,則方程化為,使關(guān)于的方程恰好有六個(gè)不同的實(shí)數(shù)解,則方程在內(nèi)有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,令所以,解得:,所以實(shí)數(shù)的取值范圍為故答案為【變式演練】1.(黑龍江省大慶市大慶中學(xué)2021-2022學(xué)年數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù),若函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍為A. B. C. D.【答案】A【分析】畫(huà)出的函數(shù)的圖象,令,可得關(guān)于方程有兩個(gè)根,且一個(gè)根小于4,一個(gè)根大于等于4,即可列出不等式求解.【詳解】畫(huà)出的函數(shù)圖象如圖,令,則由圖可知要使有三個(gè)零點(diǎn),則關(guān)于方程有兩個(gè)根,且一個(gè)根小于4,一個(gè)根大于等于4,所以,解得.故選:A.2.(重慶市長(zhǎng)壽區(qū)七校2021-2022學(xué)年聯(lián)考數(shù)學(xué)試題)已知,若有5個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】令,則有兩個(gè)不相等的零點(diǎn),設(shè)為,利用數(shù)形結(jié)合結(jié)合條件可得或,進(jìn)而即得.【詳解】令,要使有5個(gè)零點(diǎn),結(jié)合函數(shù)的圖象則有兩個(gè)不相等的零點(diǎn),設(shè)為,且,且需滿足或,當(dāng)時(shí),無(wú)解,不合題意,當(dāng)時(shí),,的兩根均大于或等于1,不合題意,所以,只需,解得.故選:A.3.(2023春·四川綿陽(yáng)·高三??奸_(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù),若的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為4,則實(shí)數(shù)a取值范圍為.【答案】【分析】畫(huà)出的圖象,利用換元法,結(jié)合二次函數(shù)零點(diǎn)分布列不等式,由此求得的取值范圍.【詳解】,由解得.畫(huà)出的圖象如下圖所示,令,由圖象可知與有兩個(gè)公共點(diǎn)時(shí),或;與有一個(gè)公共點(diǎn)時(shí),;與有三個(gè)公共點(diǎn)時(shí),.依題意,的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為4,對(duì)于函數(shù),由于,的兩個(gè)零點(diǎn),全都在區(qū)間或區(qū)間,或一個(gè)在區(qū)間一個(gè)在區(qū)間,所以或或,解得或或,所以的取值范圍是.故答案為:【題型八】雙函數(shù)內(nèi)外復(fù)合型函數(shù)零點(diǎn)求參數(shù)【典例分析】1.(2022·吉林長(zhǎng)春·東北師大附中??寄M預(yù)測(cè))設(shè),(其中為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),若函數(shù)有個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍A. B. C. D.【答案】D【詳解】分析:?jiǎn)栴}轉(zhuǎn)化為直線與函數(shù)有四個(gè)交點(diǎn),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì),作出圖象(草圖),觀察分析.詳解:當(dāng)時(shí),,,由知在有一個(gè)零點(diǎn),在上有一個(gè)零點(diǎn),-1也是它的零點(diǎn),且滿足;當(dāng)時(shí),,,由知在上有一個(gè)零點(diǎn),且,都是極大值點(diǎn),-1是極小值點(diǎn),注意到,,,∴當(dāng)時(shí),直線與函數(shù)有四個(gè)交點(diǎn),故選D.2.2.(2023春·遼寧沈陽(yáng)·高三聯(lián)考)已知函數(shù),,若有6個(gè)零點(diǎn),則a的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】作出函數(shù)圖象,進(jìn)行分析,最多有兩個(gè)零點(diǎn),根據(jù)最多4個(gè)零點(diǎn),用數(shù)形結(jié)合討論各種情況,根據(jù)一元二次方程根的分布即可得出結(jié)果.【詳解】由題可得函數(shù)圖象,當(dāng)或時(shí),有兩個(gè)解;當(dāng)時(shí),有4個(gè)解;當(dāng)時(shí),有3個(gè)解;當(dāng)時(shí),有1個(gè)解;因?yàn)樽疃嘤袃蓚€(gè)解.因此,要使有6個(gè)零點(diǎn),則有兩個(gè)解,設(shè)為,.則存在下列幾種情況:①有2個(gè)解,有4個(gè)解,即或,,顯然,則此時(shí)應(yīng)滿足,即,解得,②有3個(gè)解,有3個(gè)解,設(shè)即,,則應(yīng)滿足,無(wú)解,舍去,綜上所述,的取值范圍為.故選:B.
【變式演練】1.(2023春·江西·高三江西省清江中學(xué)??迹┮阎瘮?shù),,記函數(shù),若函數(shù)恰有三個(gè)不同的零點(diǎn),且,則的最大值為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)已知條件畫(huà)出函數(shù)圖像,得到與的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)一個(gè)在上,另一個(gè)在上,轉(zhuǎn)化為研究,的最值問(wèn)題,利用導(dǎo)數(shù)研究即可解決.【詳解】由的解析式,可知在上單調(diào)遞增,且值域?yàn)椋谏蠁握{(diào)遞增,且值域?yàn)椋瘮?shù)的圖像如圖所示,所以在的值域上,任意函數(shù)值都有兩個(gè)值與之對(duì)應(yīng),在值域上,任意函數(shù)值都有一個(gè)值與之對(duì)應(yīng).要使恰有三個(gè)不同的零點(diǎn),則與的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)一個(gè)在上,另一個(gè)在上,由的圖像開(kāi)口向上且對(duì)稱(chēng)軸為,易知,此時(shí),且,結(jié)合的圖像及,得,則,所以,且,令,,則.當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減.所以,故的最大值為.2.(2023春·江蘇蘇州·高三江蘇省蘇州實(shí)驗(yàn)中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù),,若函數(shù)有3個(gè)不同的零點(diǎn),且,則的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】C【分析】利用導(dǎo)數(shù)判斷出函數(shù)的單調(diào)性,再由函數(shù)與方程的思想可知分別對(duì)參數(shù)進(jìn)行分類(lèi)討論,利用數(shù)形結(jié)合即可求得結(jié)果.【詳解】由題意可知函數(shù)的定義域?yàn)?,則,令,解得;當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增;因此的極小值,也是最小值為;其圖象如下圖所示;
易知當(dāng)或時(shí),方程有且僅有一個(gè)實(shí)數(shù)根,當(dāng)時(shí),方程有兩個(gè)實(shí)數(shù)根;令,化簡(jiǎn)得,解得或;所以函數(shù)的零點(diǎn)即為方程和的根;因?yàn)楹瘮?shù)有3個(gè)不同的零點(diǎn),且,①當(dāng)時(shí),,符合題意,所以;②當(dāng)時(shí),,符合題意,所以;綜上可得,的取值范圍是.故選:C3..(2022·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù),,若函數(shù)有個(gè)零點(diǎn)(互不相同),則實(shí)數(shù)的取值范圍為.【答案】【分析】可先對(duì)求導(dǎo),結(jié)合圖像判斷有三個(gè)交點(diǎn)的區(qū)間,又函數(shù),可先畫(huà)出的圖像,結(jié)合圖像判斷有兩個(gè)交點(diǎn)的取值范圍,結(jié)合取值范圍進(jìn)一步判斷即可【詳解】由,令得或,當(dāng),單調(diào)遞增;當(dāng),單調(diào)遞減;當(dāng),單調(diào)遞增,函數(shù)的極大值為,極小值為,畫(huà)出函數(shù)圖像,如圖:當(dāng)有三個(gè)交點(diǎn)時(shí),;再根據(jù)題意畫(huà)出圖像,如圖:當(dāng)時(shí),要使,即函數(shù)圖像在時(shí),與要有兩個(gè)交點(diǎn),如圖:,故故答案為【題型九】函數(shù)自身內(nèi)外復(fù)合型零點(diǎn)求參【典例分析】1.(湖北省鄂東南省級(jí)示范高中教育教學(xué)改革聯(lián)盟學(xué)校2022-2023學(xué)年高三上學(xué)期期中聯(lián)考數(shù)學(xué)試題)己知函數(shù),則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】確定函數(shù)的值域,利用換元法令,則,則將函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的圖象的交點(diǎn)問(wèn)題,作函數(shù)圖象,確定其交點(diǎn)以及其橫坐標(biāo)范圍,再結(jié)合的圖象,即可確定的零點(diǎn)個(gè)數(shù).【詳解】已知,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,作出其圖象如圖示:可知值域?yàn)椋O(shè),則,則函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題即為函數(shù)的圖象的交點(diǎn)問(wèn)題,而,作出函數(shù)的圖象如圖示:可知:的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),橫坐標(biāo)分別在之間,不妨設(shè)交點(diǎn)橫坐標(biāo)為,當(dāng)時(shí),由圖象和直線可知,二者有兩個(gè)交點(diǎn),即此時(shí)有兩個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),由圖象和直線可知,二者有3個(gè)交點(diǎn),即此時(shí)有3個(gè)零點(diǎn),故函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是5,故選:B.2.(北京市第四中學(xué)2023屆高三上學(xué)期期中考試數(shù)學(xué)試題)函數(shù),則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【分析】復(fù)合方程求解時(shí),先求得的解有,再解即可.【詳解】下面解方程:,當(dāng)時(shí),,得或1(舍去),當(dāng)時(shí),,得,所以的兩根為,由得或,若,則當(dāng)時(shí),無(wú)解,當(dāng)時(shí),無(wú)解;若,則當(dāng)時(shí),解得,當(dāng)時(shí),解得所以的零點(diǎn)個(gè)數(shù)共有兩個(gè).故選:B【變式演練】1.已知函數(shù),則函數(shù),的零點(diǎn)個(gè)數(shù)()A.5或6個(gè) B.3或9個(gè) C.9或10個(gè) D.5或9個(gè)【答案】D【分析】設(shè),求導(dǎo)分析的最值與極值,畫(huà)出圖形,再分析與的根的范圍與個(gè)數(shù)即可【詳解】設(shè),則由,得,即,又,由得或,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增,由得,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞減,即函數(shù)在處取得極大值,函數(shù)在處取得極小值,又由,可得圖象:若,,則方程有三個(gè)解,滿足,,,則當(dāng)時(shí),方程,有3個(gè)根,當(dāng)時(shí),方程,有3個(gè)根,當(dāng)時(shí),方程,有3個(gè)根,此時(shí)共有9個(gè)根,若,,則方程有兩個(gè)解,滿足,,則當(dāng)時(shí),方程,有3個(gè)根,當(dāng),有2個(gè)根,此時(shí)共有5個(gè)根,同理,,也共有5個(gè)根故選:D.2.已知函數(shù)為定義在上的單調(diào)函數(shù),且.若函數(shù)有3個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍為(
)A.B.C. D.【答案】A【分析】設(shè),則求出值,可得,由分離參數(shù),結(jié)合圖象即可求解.【詳解】因?yàn)闉槎x在R上的單調(diào)函數(shù),所以存在唯一的,使得,則,,即,因?yàn)楹瘮?shù)為增函數(shù),且,所以,.當(dāng)時(shí),由,得;當(dāng)時(shí),由,得.結(jié)合函數(shù)的圖象可知,若有3個(gè)零點(diǎn),則.故選:A3.已知函數(shù),則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為(
)A.3 B.4 C.5 D.6【答案】B【分析】由的性質(zhì)求出對(duì)應(yīng)區(qū)間的值域及單調(diào)性,令并將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為與交點(diǎn)橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)值的個(gè)數(shù),結(jié)合數(shù)形結(jié)合法求零點(diǎn)個(gè)數(shù)即可.【詳解】令,當(dāng)時(shí),且遞增,此時(shí),當(dāng)時(shí),且遞減,此時(shí),當(dāng)時(shí),且遞增,此時(shí),當(dāng)時(shí),且遞增,此時(shí),所以,的零點(diǎn)等價(jià)于與交點(diǎn)橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的值,如下圖示:由圖知:與有兩個(gè)交點(diǎn),橫坐標(biāo)、:當(dāng),即時(shí),在、、上各有一個(gè)解;當(dāng),即時(shí),在有一個(gè)解.綜上,的零點(diǎn)共有4個(gè).故選:B【題型十】解析式含參數(shù)零點(diǎn)型【典例分析】1.設(shè)是定義在R上且周期為2的函數(shù),當(dāng)時(shí),,其中a,,且函數(shù)在區(qū)間上恰有3個(gè)零點(diǎn),則a的取值不可能是(
)A. B. C. D.0【答案】D【分析】由為周期為2的函數(shù),可得,從而可求得,然后分六種情況分析判斷函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)【詳解】因?yàn)槭嵌x在R上且周期為2的函數(shù),所以,所以,得,則時(shí),,當(dāng)時(shí),,其圖象如圖所示,由于周期為2,所以,所以不符合題意,當(dāng)時(shí),則圖象向上平移,函數(shù)無(wú)零點(diǎn),所以不符合,當(dāng)時(shí),可得在上有一個(gè)零點(diǎn),所以在上有零點(diǎn),所以在區(qū)間上恰有3個(gè)零點(diǎn),符合題意,當(dāng)時(shí),可得在上有2個(gè)零點(diǎn),由于函數(shù)的周期為2,所以在上有6個(gè)零點(diǎn),不符合題意,當(dāng)時(shí),則可得,在區(qū)間上恰有3個(gè)零點(diǎn),所以符合題意,當(dāng)時(shí),函數(shù)圖象與軸無(wú)交點(diǎn),綜上,當(dāng)或時(shí),在區(qū)間上恰有3個(gè)零點(diǎn),故選:D2.已知函數(shù),恰有2個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】數(shù)形結(jié)合,做出圖像即可根據(jù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)求參數(shù).【詳解】解:由題意得:作出函數(shù)的圖象,如圖所示,由,得,則直線與的圖象恰有兩個(gè)交點(diǎn),數(shù)形結(jié)合得的取值范圍是.故選:B【提分秘籍】利用函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)求參數(shù)的取值范圍,主要從以下幾個(gè)角度分析:(1)函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)與圖像交點(diǎn)的轉(zhuǎn)化;(2)注意各段函數(shù)圖像對(duì)應(yīng)的定義域;(3)導(dǎo)數(shù)即為切線斜率的幾何應(yīng)用;(4)數(shù)形結(jié)合的思想的應(yīng)用.【變式演練】1.已知函數(shù)恰有2個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】D【分析】由在區(qū)間上單調(diào)遞減,分類(lèi)討論,,三種情況,根據(jù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)求出實(shí)數(shù)a的取值范圍.【詳解】函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,且方程的兩根為.若時(shí),由解得或,滿足題意.若時(shí),,,當(dāng)時(shí),,即函數(shù)在區(qū)間上只有一個(gè)零點(diǎn),因?yàn)楹瘮?shù)恰有2個(gè)零點(diǎn),所以且.當(dāng)時(shí),,,此時(shí)函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),滿足題意.綜上,故選:D2.(2021·江蘇·高三專(zhuān)題練習(xí))設(shè),e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù),函數(shù)有零點(diǎn),且所有零點(diǎn)的和不大于6,則a的取值范圍為.【答案】【分析】當(dāng)時(shí),可得在上單調(diào)遞減,得在上有一個(gè)零點(diǎn),在上單調(diào)遞增,由二次函數(shù)的性質(zhì)可得在上有一個(gè)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),分,,,四種情況分析討論函數(shù)的零點(diǎn)【詳解】解:(1)當(dāng)時(shí),時(shí),,,故在上單調(diào)遞減,又最小值,所以在上有一個(gè)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),,其對(duì)稱(chēng)軸為,則在上單調(diào)遞增,又,,則在上有一個(gè)零點(diǎn),又,所以符合題意.(2)當(dāng)時(shí),①時(shí),當(dāng)時(shí),,所以,所以在上單調(diào)遞減,因?yàn)椋砸驗(yàn)?,所以在上沒(méi)有零點(diǎn),當(dāng)時(shí),,,則在上沒(méi)有零點(diǎn),不符合題意;②時(shí),當(dāng)時(shí),,令可得,又時(shí),,單調(diào)遞減;時(shí),,在單調(diào)遞增,又,所以在上沒(méi)有零點(diǎn),當(dāng)肘,,,則在上沒(méi)有零點(diǎn),不符合題意;③時(shí),,當(dāng)時(shí),,令得,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;時(shí),,單調(diào)遞增,則在上有極小值,所以在上沒(méi)有零點(diǎn),在上有一個(gè)零點(diǎn),滿足題意;④時(shí),當(dāng)時(shí),,令可得,又時(shí),,單調(diào)遞減;時(shí),,單調(diào)遞增,且,則在上有極小值,所以在上沒(méi)有零點(diǎn),時(shí),,其對(duì)稱(chēng)軸為,且,根據(jù)韋達(dá)定理可判斷在上有兩個(gè)零點(diǎn),且兩根之和為a,時(shí)符合題意,綜上所述:a的取值范圍為,故答案為:.3.(2023·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))設(shè)函數(shù).若恰有2個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是.【答案】【分析】根據(jù)解析式分析的性質(zhì),討論、、,結(jié)合指數(shù)函數(shù)和二次函數(shù)的性質(zhì)判斷恰有2個(gè)零點(diǎn)情況下a的取值范圍.【詳解】由解析式知:在上且單調(diào)遞增;在上,的對(duì)稱(chēng)軸為且開(kāi)口向上,∴1、當(dāng),即時(shí),則在上遞增,,此時(shí)無(wú)零點(diǎn);2、當(dāng)時(shí),上存在一個(gè)零點(diǎn),要使恰有2個(gè)零點(diǎn),則在上也只有一個(gè)零點(diǎn),而且,∴當(dāng),即,只需,可得;當(dāng),即,只需,可得;∴此時(shí),時(shí)恰有2個(gè)零點(diǎn);【題型十一】函數(shù)分段定義域處含參數(shù)零點(diǎn)型【典例分析】1.(2022秋·河北衡水·高三河北衡水中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù),若函數(shù)g(x)=f(f(x)+1)有三個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是.【答案】【分析】數(shù)形結(jié)合,分成a≤-2,-2<a≤0,0<a≤2,a>2四種情況討論即可.【詳解】令,則,有三個(gè)零點(diǎn),∴f(t)=0有兩個(gè)根,且需滿足有兩解時(shí),有且僅有一解.①a≤-2時(shí),f(x)如圖:g(x)=f(t)=0,,由圖可見(jiàn)此時(shí)y=-3與f(x)有兩個(gè)交點(diǎn),,此時(shí)要使y=1與f(x)有且僅有一個(gè)交點(diǎn),則,∴;②-2<a≤0時(shí),f(t)=0只有一個(gè)解t=2,t=f(x)+1=0沒(méi)有三個(gè)解;③0<a≤2時(shí),f(x)如圖:,,,y=1和f(x)必有兩個(gè)交點(diǎn);,此時(shí)要使y=-1和f(x)有且僅有一個(gè)交點(diǎn),則,∴;④a>2時(shí),只有一個(gè)根t=0,t=f(x)+1=0沒(méi)有三個(gè)解.綜上所述,.故答案為:.2.(2022·江蘇泰州·泰州中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù),若存在,使得函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】討論的單調(diào)性,根據(jù)的大致圖像,結(jié)合題目要求,得到不等式,求解即可.【詳解】,若,對(duì)稱(chēng)軸時(shí),在上遞增,當(dāng),對(duì)稱(chēng)軸時(shí),在上遞增,所以當(dāng)時(shí),在上遞增,則函數(shù)不可能有三個(gè)零點(diǎn),故只需考慮的情況.畫(huà)出的大致圖象可知:要使得函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),只能,即,即存在,使得即可.令,只要使即可,而.故.故答案為:.【提分秘籍】分段函數(shù)(1)分段函數(shù)就是在函數(shù)定義域內(nèi),對(duì)于自變量x的不同取值范圍,有著不同的對(duì)應(yīng)關(guān)系的函數(shù).(2)分段函數(shù)是一個(gè)函數(shù),其定義域、值域分別是各段函數(shù)的定義域、值域的并集;各段函數(shù)的定義域的交集是空集【變式演練】1.(2021·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))已知(其中,為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),若在上有三個(gè)不同的零點(diǎn),則的取值范圍是.【答案】【分析】先按照和兩種情況求出,再對(duì)和分別各按照兩種情況討論求出,最后令,求出函數(shù)的零點(diǎn),恰好有三個(gè).因此只要求出的三個(gè)零點(diǎn)滿足各自的范圍即可.【詳解】解:當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),由,可得,當(dāng)時(shí),由,可得.當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),由,可得無(wú)解,當(dāng)時(shí),由,可得.因?yàn)樵谏嫌腥齻€(gè)不同的零點(diǎn),所以,解得.故答案為:.2.(2023春·天津南開(kāi)·高三南開(kāi)大學(xué)附屬中學(xué)??茧A段練習(xí))已知,函數(shù)恰有3個(gè)零點(diǎn),則m的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】A【分析】分別求出兩段函數(shù)各自的零點(diǎn),作出圖像利用數(shù)形結(jié)合即可得出答案.【詳解】設(shè),,求導(dǎo)由反比例函數(shù)及對(duì)數(shù)函數(shù)性質(zhì)知在上單調(diào)遞增,且,,故在內(nèi)必有唯一零點(diǎn),當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;令,解得或2,可作出函數(shù)的圖像,令,即,在之間解得或或,作出圖像如下圖數(shù)形結(jié)合可得:,故選:A3.(2022秋·江蘇蘇州·高三??茧A段練習(xí))若函數(shù)恰有1個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】分析兩個(gè)函數(shù)和的零點(diǎn),前一個(gè)函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)-3和1,后一個(gè)函數(shù)只有一個(gè)零點(diǎn)1,1是公共的零點(diǎn),因此可確定只有一個(gè)零點(diǎn),只能為1.【詳解】有兩個(gè)零點(diǎn)-3和1,只有一個(gè)零點(diǎn)1,因此函數(shù)恰有1個(gè)零點(diǎn),從函數(shù)的解析式來(lái)看,只能是1,∴.故答案為:.【題型十二】切線型零點(diǎn)求參【典例分析】1.2023·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù),函數(shù)有2個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是.【答案】或【分析】本題考查了導(dǎo)數(shù)的幾何意義,函數(shù)的零點(diǎn)與函數(shù)圖象的關(guān)系,作出的函數(shù)圖象,結(jié)合函數(shù)圖象求出當(dāng)直線與的圖象有兩個(gè)交點(diǎn)時(shí)的斜率范圍即可.【詳解】解:函數(shù),函數(shù)的圖象關(guān)于對(duì)稱(chēng),繪制函數(shù)圖像如圖所示,函數(shù)有2個(gè)零點(diǎn)則函數(shù)與函數(shù)有2個(gè)交點(diǎn),當(dāng)斜率為零,即時(shí),由圖像可得有兩個(gè)交點(diǎn),則成立;當(dāng)斜率不為零,即時(shí),如圖所示,考查臨界情況,當(dāng)直線與函數(shù)相切時(shí),設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為,由題意可得:,解得則直線與函數(shù)相切時(shí)斜率為,數(shù)形結(jié)合可知實(shí)數(shù)a的取值范圍是.綜上,答案為:或.2.(2022秋·遼寧大連·高三大連八中校考階段練習(xí))已知函數(shù),且函數(shù)恰有個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】作出函數(shù)的圖象,由題意可知,函數(shù)與直線的圖象有個(gè)交點(diǎn),數(shù)形結(jié)合可得出關(guān)于實(shí)數(shù)的不等式,即可求得實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】解:當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以,函數(shù)在上的圖象可視為函數(shù)在上的圖象每次向右平移個(gè)單位后得到,①若函數(shù)的圖象恒在直線的下方時(shí),則,則,則當(dāng)時(shí),函數(shù)無(wú)零點(diǎn),且當(dāng)時(shí),,此時(shí),函數(shù)無(wú)零點(diǎn),不合乎題意;②若函數(shù)的圖象與直線相切,對(duì)于方程,即,,解得,此時(shí),當(dāng)時(shí),,此時(shí),函數(shù)只有一個(gè)零點(diǎn),不合乎題意;③若時(shí),如下圖所示:由圖象可知,函數(shù)與函數(shù)在上的圖象有個(gè)交點(diǎn),若使得函數(shù)有個(gè)零點(diǎn),則,解得,此時(shí);④當(dāng)時(shí),由圖象可知,函數(shù)與函數(shù)在上的圖象只有個(gè)交點(diǎn),函數(shù)與函數(shù)在上的圖象必有個(gè)交點(diǎn),此時(shí),函數(shù)有個(gè)零點(diǎn),合乎題意.綜上所述,實(shí)數(shù)的取值范圍是.故答案為:.【提分秘籍】利用導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題的方法:(1)直接法:先對(duì)函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的方法求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間與極值,根據(jù)函數(shù)的基本性質(zhì)作出圖象,然后將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象與軸的交點(diǎn)問(wèn)題,突出導(dǎo)數(shù)的工具作用,體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化與化歸思想、數(shù)形結(jié)合思想和分類(lèi)討論思想的應(yīng)用;(2)構(gòu)造新函數(shù)法:將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為研究?jī)珊瘮?shù)圖象的交點(diǎn)問(wèn)題;(3)參變量分離法:由分離變量得出,將問(wèn)題等價(jià)轉(zhuǎn)化為直線與函數(shù)的圖象的交點(diǎn)問(wèn)題.【變式演練】1.(2023·天津?yàn)I海新·統(tǒng)考三模)已知函數(shù),若函數(shù)在上恰有三個(gè)不同的零點(diǎn),則的取值范圍是.【答案】【分析】根據(jù)函數(shù)與方程之間的關(guān)系轉(zhuǎn)化兩個(gè)函數(shù)圖象交點(diǎn)個(gè)數(shù)問(wèn)題,利用分段函數(shù)的表達(dá)式,結(jié)合題意將其轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)根的分布問(wèn)題,利用數(shù)形結(jié)合進(jìn)行求解即可.【詳解】當(dāng)時(shí),,因?yàn)榍∮腥齻€(gè)不同的零點(diǎn),函數(shù)在上恰有三個(gè)不同的零點(diǎn),即有三個(gè)解,而無(wú)解,故.當(dāng)時(shí),函數(shù)在上恰有三個(gè)不同的零點(diǎn),即,即與的圖象有三個(gè)交點(diǎn),如下圖,當(dāng)時(shí),與必有1個(gè)交點(diǎn),所以當(dāng)時(shí),有2個(gè)交點(diǎn),即,即令在內(nèi)有兩個(gè)實(shí)數(shù)解,,
當(dāng)時(shí),函數(shù)在上恰有三個(gè)不同的零點(diǎn),即,即與的圖象有三個(gè)交點(diǎn),如下圖,
當(dāng)時(shí),必有1個(gè)交點(diǎn),當(dāng)時(shí),與有2個(gè)交點(diǎn),所以,即在上有根,令故,解得:.綜上所述:的取值范圍是.故答案為:.2.(2020春·陜西西安·高三交大附中分校??茧A段練習(xí))已知函數(shù),若函數(shù)恰有4個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】或【分析】先結(jié)合的解析式分析的圖像,再將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為和的圖像在上有四個(gè)交點(diǎn),結(jié)合圖象,分析得它們有四個(gè)交點(diǎn)的情況,從而得解.【詳解】因?yàn)椋?dāng)時(shí),,則開(kāi)口向下,對(duì)稱(chēng)軸為,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,且,,當(dāng)時(shí),,,則開(kāi)口向下,對(duì)稱(chēng)軸為,當(dāng)時(shí),,,則開(kāi)口向下,對(duì)稱(chēng)軸為,所以在上單調(diào)遞增,,因?yàn)楹瘮?shù)恰有4個(gè)零點(diǎn),所以和的圖像在上有四個(gè)交點(diǎn),又易得過(guò)定點(diǎn),所以和的圖像在上的圖像大致如下:結(jié)合圖像可知,當(dāng)時(shí),與的圖像沒(méi)有交點(diǎn),不滿足題意;當(dāng)時(shí),隨著的增大,直到經(jīng)過(guò)時(shí),與的圖像都有四個(gè)交點(diǎn),此時(shí),故;當(dāng)增大到與的圖像在上相切時(shí),它們也有四個(gè)交點(diǎn),聯(lián)立,消去,得,令,即,即,解得或(舍去);綜上:或.故答案為:或.3.(2023·高三課時(shí)練習(xí))已知函數(shù),若函數(shù)恰有三個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】根據(jù)導(dǎo)函數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,從而畫(huà)出的圖象,函數(shù)恰有三個(gè)零點(diǎn),可轉(zhuǎn)化為函數(shù)與有三個(gè)交點(diǎn),數(shù)形結(jié)合求出與,相切的直線斜率,從而求出的取值范圍.【詳解】當(dāng)時(shí),,,在上恒成立,且在時(shí),等號(hào)成立,所以在上單調(diào)遞增,且,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,且,函數(shù)恰有三個(gè)零點(diǎn),可轉(zhuǎn)化為函數(shù)與有三個(gè)交點(diǎn),畫(huà)出的圖象,所圖所示:設(shè)直線與,相切時(shí)切點(diǎn)為,則,又根據(jù)斜率公式可得:,所以,解得:或,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以要想函數(shù)與有三個(gè)交點(diǎn),直線斜率要介于兩切線斜率之間,故故答案為:【題型十三】切線型折線零點(diǎn)求參【典例分析】1.(2021秋·湖北武漢·高三華中科技大學(xué)附屬中學(xué)校考)已知函數(shù),上有兩個(gè)不同的零點(diǎn),則的取值范圍;【答案】【分析】函數(shù)在上有兩個(gè)不同的零點(diǎn)可化為與在上有兩個(gè)不同的交點(diǎn),作函數(shù)圖象求解.【詳解】函數(shù)在上有兩個(gè)不同的零點(diǎn)可化為與在上有兩個(gè)不同的交點(diǎn),作函數(shù)與的圖象如下,結(jié)合圖象可知,函數(shù)的右半部分與函數(shù)相交于兩個(gè)不同交點(diǎn),而左半部分不能與函數(shù)相交;當(dāng)直線與相切時(shí)為一個(gè)臨界值,設(shè)切點(diǎn)為,此時(shí),則;解得;故斜率;故當(dāng)直線與相切時(shí)為另一個(gè)臨界值,設(shè)切點(diǎn)為,此時(shí),則;解得;故斜率故故答案為:2.(2023·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù),若函數(shù)有且只有個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】畫(huà)出函數(shù)圖像,的圖像是在軸下方的部分向上翻折形成,考慮,,三種情況,根據(jù)相切計(jì)算斜率,結(jié)合圖像得到答案.【詳解】的圖像是在軸下方的部分向上翻折形成,畫(huà)出函數(shù)圖像,如圖所示:當(dāng)時(shí),,有兩個(gè)零點(diǎn),不滿足;當(dāng)時(shí),過(guò)點(diǎn),與相切與點(diǎn),,故,即,解得,,根據(jù)圖像知當(dāng)時(shí),有且只有個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),,過(guò)點(diǎn),與相切與點(diǎn),,故,即,解得,,根據(jù)圖像知,當(dāng),即時(shí),有且只有個(gè)零點(diǎn);綜上所述:當(dāng)時(shí),有且只有個(gè)零點(diǎn).故答案.【變式演練】1.(2023春·天津·高二天津市西青區(qū)楊柳青第一中學(xué)校聯(lián)考期末)已知函數(shù),若函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】數(shù)形結(jié)合,分析與的交點(diǎn)個(gè)數(shù)為3時(shí)實(shí)數(shù)的取值范圍即可.【詳解】由題意,函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn)即有三個(gè)解,即與的交點(diǎn)個(gè)數(shù)為3.作出與的圖象,易得當(dāng)時(shí)不成立,故.當(dāng)時(shí)與必有一個(gè)交點(diǎn),則當(dāng)有2個(gè)交點(diǎn).當(dāng)時(shí),因?yàn)楹氵^(guò)定點(diǎn),此時(shí)與或有2個(gè)交點(diǎn).①當(dāng)與有2個(gè)交點(diǎn)時(shí),考慮臨界條件,當(dāng)與相切時(shí),.設(shè)切點(diǎn),則,解得,此時(shí)切點(diǎn),;又最高點(diǎn)為,故此時(shí).故.②當(dāng)與有2個(gè)交點(diǎn)時(shí),考慮臨界條件,當(dāng)與相切時(shí),,即,此時(shí),即,解得,由圖可得,故.此時(shí)綜上故答案為:.2.(2022·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù)對(duì)于任意,都有,且當(dāng)時(shí),.若函數(shù)恰有3個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍是.【答案】【分析】把函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖像交點(diǎn)問(wèn)題,由,可以畫(huà)出函數(shù)以及,根據(jù)的情況分類(lèi)討論,結(jié)合函數(shù)圖像的交點(diǎn),即可得解.【詳解】由對(duì)任意都成立,所以函數(shù)的圖像關(guān)于直線對(duì)稱(chēng),先作出函數(shù)在上的圖像,再作出這部分圖像關(guān)于直線對(duì)稱(chēng)的圖像,得函數(shù)的圖像,如圖所示:令,得,令,則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)即函數(shù)的圖像與函數(shù)的圖像的交點(diǎn)個(gè)數(shù),因?yàn)椋缘膱D像關(guān)于軸對(duì)稱(chēng),且恒過(guò)定點(diǎn),當(dāng)函數(shù)的圖像過(guò)點(diǎn)時(shí),,過(guò)點(diǎn)作函數(shù)的圖像的切線,設(shè)切點(diǎn)為處的切線方程為,又切線過(guò)點(diǎn),所以,所以切線的斜率為,即當(dāng)時(shí),的圖像與函數(shù)的圖像相切,由圖可知,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),和恰有3個(gè)交點(diǎn),即恰三個(gè)零點(diǎn).故答案為:3.(2020·江蘇鎮(zhèn)江·統(tǒng)考三模)已知函數(shù),若函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)k的取值范圍是.【答案】【分析】先作圖,再求分界線對(duì)應(yīng)k的值,結(jié)合圖象確定取值范圍.【詳解】作與圖象,由得由得,對(duì)應(yīng)圖中分界線①;由過(guò)點(diǎn)得,對(duì)應(yīng)圖中分界線②;當(dāng)與相切于時(shí),因?yàn)椋裕瑢?duì)應(yīng)圖中分界線③;因?yàn)楹瘮?shù)有三個(gè)零點(diǎn),所以實(shí)數(shù)k的取值范圍是故答案為:【題型十四】類(lèi)周期型函數(shù)零點(diǎn)求參【典例分析】1.(2021秋·四川成都·高三四川省成都市玉林中學(xué)??计谥校┮阎液瘮?shù)恰有3個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】函數(shù)恰有3個(gè)不同的零點(diǎn),即方程恰有3個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,即函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象恰有3個(gè)不同的的交點(diǎn).在同一坐標(biāo)系內(nèi)畫(huà)出函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象,數(shù)形結(jié)合求解.【詳解】在同一坐標(biāo)系內(nèi)畫(huà)出函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象,如圖所示由圖可知,.直線的方程為,由,得,,設(shè)方程的兩根為,則,,直線與函數(shù)的圖象有兩個(gè)交點(diǎn).由題意,函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象恰有3個(gè)不同的的交點(diǎn),由圖可得或,或,所以實(shí)數(shù)的取值范圍是.故答案為:.2.(2020·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))已知定義域?yàn)榈暮瘮?shù)滿足:當(dāng)時(shí),,且對(duì)任意的恒成立,若函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有6個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】【解析】若函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有6個(gè)零點(diǎn),則與的圖象在區(qū)間內(nèi)有6個(gè)交點(diǎn).畫(huà)出函數(shù)的圖象,數(shù)形結(jié)合可得答案.【詳解】對(duì)恒成立,函數(shù)的周期為2.又當(dāng)時(shí),函數(shù)的圖象如下圖所示:令函數(shù),則,若函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有6個(gè)零點(diǎn),則與的圖象在區(qū)間內(nèi)有6個(gè)交點(diǎn).恒過(guò)點(diǎn),過(guò),點(diǎn)的直線斜率為,過(guò),點(diǎn)的直線斜率為,根據(jù)圖象可得:故答案為:【提分秘籍】上下平移【變式演練】1.(2020·江蘇·高三專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù)如果函數(shù)恰有2個(gè)不同的零點(diǎn),那么實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】【解析】根據(jù)題意,分析函數(shù)的解析式,作出其在區(qū)間,上的圖象,而的函數(shù)圖象是過(guò)定點(diǎn)的直線;若函數(shù)恰有2個(gè)不同的零點(diǎn),則函數(shù)與直線有2個(gè)交點(diǎn),結(jié)合圖象分析可得答案.【詳解】解:根據(jù)題意,由函數(shù)的解析式,在區(qū)間,上,;當(dāng)時(shí),,,則區(qū)間,上,;當(dāng)時(shí),,,則區(qū)間,上,;當(dāng)時(shí),,,則區(qū)間,上,;當(dāng)時(shí),,,則區(qū)間,上,,在區(qū)間,,,其圖象如圖:的函數(shù)圖象是過(guò)定點(diǎn)的直線,若函數(shù)恰有2個(gè)不同的零點(diǎn),則函數(shù)與直線有2個(gè)交點(diǎn),當(dāng)直線經(jīng)過(guò)點(diǎn),可得,即有,滿足題意;當(dāng)直線經(jīng)過(guò)點(diǎn),可得;當(dāng)直線經(jīng)過(guò)點(diǎn),可得,即有,滿足題意.綜上可得的范圍是.故答案為:.2.(2022·四川成都·成都七中校考三模)對(duì)于函數(shù),有下列4個(gè)命題:①任取,都有恒成立;②,對(duì)于一切恒成立;③函數(shù)有3個(gè)零點(diǎn);④對(duì)任意,不等式恒成立.則其中所有真命題的序號(hào)是.【答案】①③④【分析】因?yàn)?定義域?yàn)?以長(zhǎng)度為變化區(qū)間的正弦類(lèi)型的曲線,且當(dāng)時(shí),后面每個(gè)周期都是前一個(gè)周期振幅的,根據(jù)相應(yīng)性質(zhì)判斷命題即可求得答案.【詳解】對(duì)于①,如圖:任取當(dāng),當(dāng),,,,恒成立故①正確.對(duì)于②,,故②錯(cuò)誤.對(duì)于③,的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)問(wèn)題,分別畫(huà)出和的圖像如圖:和圖像由三個(gè)交點(diǎn).的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)為:.故③正確.對(duì)于④,設(shè),
,令在,可得:當(dāng)時(shí),,,,若任意,不等式恒成立,即,可得求證:當(dāng),,化簡(jiǎn)可得:設(shè)函數(shù),則當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,可得即:綜上所述,對(duì)任意,不等式恒成立.故④正確.3.(2023·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù),如果函數(shù)恰有三個(gè)不同的零點(diǎn),那么實(shí)數(shù)的取值范圍是【答案】【分析】先求出函數(shù)的解析式,作出函數(shù)的圖象,由題得有三個(gè)不同的實(shí)根,數(shù)形結(jié)合分析得到實(shí)數(shù)k的取值范圍.【詳解】當(dāng)1<x≤2時(shí),f(x)=-x+2,當(dāng)時(shí),1<2x≤2,所以f(x)=,當(dāng)時(shí),<2x≤1,所以f(x)=,當(dāng)時(shí),<2x≤,所以f(x)=,當(dāng)時(shí),<2x≤,所以f(x)=,所以函數(shù)的圖象為:
其圖象為線段PA,EB,GC,HD,,(不包括上端點(diǎn)A,B,C,D,)直線y=k(x-1)表示過(guò)定點(diǎn)P(1,0)的直線系,由題得C(),D(),當(dāng)直線在PD(可以取到)和直線PC(不能取到)之間時(shí),直線和函數(shù)f(x)的圖象有三個(gè)不同的交點(diǎn),由題得.所以k的取值范圍為.故答案為高考真題對(duì)點(diǎn)練一、單選題1.(2023·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)函數(shù)存在3個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】寫(xiě)出,并求出極值點(diǎn),轉(zhuǎn)化為極大值大于0且極小值小于0即可.【詳解】,則,若要存在3個(gè)零點(diǎn),則要存在極大值和極小值,則,令,解得或,且當(dāng)時(shí),,當(dāng),,故的極大值為,極小值為,若要存在3個(gè)零點(diǎn),則,即,解得,故選:B.2.(2022·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)設(shè)函數(shù)在區(qū)間恰有三個(gè)極值點(diǎn)、兩個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】由的取值范圍得到的取值范圍,再結(jié)合正弦函數(shù)的性質(zhì)得到不等式組,解得即可.【詳解】解:依題意可得,因?yàn)?,所以,要使函?shù)在區(qū)間恰有三個(gè)極值點(diǎn)、兩個(gè)零點(diǎn),又,的圖象如下所示:
則,解得,即.故選:C.3.(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(gè)零點(diǎn),則a的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】A【分析】由最多有2個(gè)根,可得至少有4個(gè)根,分別討論當(dāng)和時(shí)兩個(gè)函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)情況,再結(jié)合考慮即可得出.【詳解】最多有2個(gè)根,所以至少有4個(gè)根,由可得,由可得,(1)時(shí),當(dāng)時(shí),有4個(gè)零點(diǎn),即;當(dāng),有5個(gè)零點(diǎn),即;當(dāng),有6個(gè)零點(diǎn),即;(2)當(dāng)時(shí),,,當(dāng)時(shí),,無(wú)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),,有1個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),令,則,此時(shí)有2個(gè)零點(diǎn);所以若時(shí),有1個(gè)零點(diǎn).綜上,要使在區(qū)間內(nèi)恰有6個(gè)零點(diǎn),則應(yīng)滿足或或,則可解得a的取值范圍是.4.(2020·天津·統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù)若函數(shù)恰有4個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】D【分析】由,結(jié)合已知,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為與有個(gè)不同交點(diǎn),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(gè)零點(diǎn),只需方程恰有3個(gè)實(shí)根即可,令,即與的圖象有個(gè)不同交點(diǎn).因?yàn)椋?dāng)時(shí),此時(shí),如圖1,與有個(gè)不同交點(diǎn),不滿足題意;當(dāng)時(shí),如圖2,此時(shí)與恒有個(gè)不同交點(diǎn),滿足題意;當(dāng)時(shí),如圖3,當(dāng)與相切時(shí),聯(lián)立方程得,令得,解得(負(fù)值舍去),所以.綜上,的取值范圍為.故選:D.【點(diǎn)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.5.(2019·浙江·高考真題)已知,函數(shù),若函數(shù)恰有三個(gè)零點(diǎn),則A.B.C. D.【答案】C【分析】當(dāng)時(shí),最多一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,根據(jù)單調(diào)性畫(huà)函數(shù)草圖,根據(jù)草圖可得.【詳解】當(dāng)時(shí),,得;最多一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),,,當(dāng),即時(shí),,在,上遞增,最多一個(gè)零點(diǎn).不合題意;當(dāng),即時(shí),令得,,函數(shù)遞增,令得,,函數(shù)遞減;函數(shù)最多有2個(gè)零點(diǎn);根據(jù)題意函數(shù)恰有3個(gè)零點(diǎn)函數(shù)在上有一個(gè)零點(diǎn),在,上有2個(gè)零點(diǎn),如圖:且,解得,,.故選.6.(2014·重慶·高考真題)已知函數(shù)內(nèi)有且僅有兩個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是A.B.C. D.【答案】A【詳解】試題分析:令,分別作出與的圖像如下,由圖像知是過(guò)定點(diǎn)的一條直線,當(dāng)直線繞著定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),與圖像產(chǎn)生不同的交點(diǎn).當(dāng)與相切時(shí),設(shè)切點(diǎn)為,由,則切線方程為,則,解得,此時(shí)當(dāng)直線在軸和直線及切線和直線之間時(shí),與圖像產(chǎn)生兩個(gè)交點(diǎn),此時(shí)或故答案選.7.(2014·全國(guó)·高考真題)已知函數(shù),若存在唯一的零點(diǎn),且,則的取值范圍是A. B. C. D.【答案】C【詳解】試題分析:當(dāng)時(shí),,函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)和,不滿足題意,舍去;當(dāng)時(shí),,令,得或.時(shí),;時(shí),;時(shí),,且,此時(shí)在必有零點(diǎn),故不滿足題意,舍去;當(dāng)時(shí),時(shí),;時(shí),;時(shí),,且,要使得存在唯一的零點(diǎn),且,只需,即,則,選C.考點(diǎn):1、函數(shù)的零點(diǎn);2、利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的極值;3、利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性.8.(2018·全國(guó)·高考真題)已知函數(shù).若g(x)存在2個(gè)零點(diǎn),則a的取值范圍是A.[–1,0) B.[0,+∞) C.[–1,+∞) D.[1,+∞)【答案】C【詳解】分析:首先根據(jù)g(x)存在2個(gè)零點(diǎn),得到方程有兩個(gè)解,將其轉(zhuǎn)化為有兩個(gè)解,即直線與曲線有兩個(gè)交點(diǎn),根據(jù)題中所給的函數(shù)解析式,畫(huà)出函數(shù)的圖像(將去掉),再畫(huà)出直線,并將其上下移動(dòng),從圖中可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí),滿足與曲線有兩個(gè)交點(diǎn),從而求得結(jié)果.詳解:畫(huà)出函數(shù)的圖像,在y軸右側(cè)的去掉,再畫(huà)出直線,之后上下移動(dòng),可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)直線過(guò)點(diǎn)A時(shí),直線與函數(shù)圖像有兩個(gè)交點(diǎn),并且向下可以無(wú)限移動(dòng),都可以保證直線與函數(shù)的圖像有兩個(gè)交點(diǎn),即方程有兩個(gè)解,也就是函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),此時(shí)滿足,即,故選C.9.(2015·天津·高考真題)已知函數(shù),函數(shù),其中,若函數(shù)恰有4個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍是()A. B. C. D.【答案】D【詳解】函數(shù)恰有4個(gè)零點(diǎn),即方程,即有4個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,即直線與函數(shù)的圖象有四個(gè)不同的交點(diǎn).又做出該函數(shù)的圖象如圖所示,由圖得,當(dāng)時(shí),直線與函數(shù)的圖象有4個(gè)不同的交點(diǎn),故函數(shù)恰有4個(gè)零點(diǎn)時(shí),b的取值范圍是故選D.10.(2013·重慶·高考真題)若,則函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn)分別位于區(qū)間A.和內(nèi) B.和內(nèi)C.和內(nèi) D.和內(nèi)【答案】A【詳解】試題分析:,所以有零點(diǎn),排除B,D選項(xiàng).當(dāng)時(shí),恒成立,沒(méi)有零點(diǎn),排除C,故選A.另外,也可知內(nèi)有零點(diǎn).考點(diǎn):零點(diǎn)與二分法.【思路點(diǎn)晴】如果函數(shù)在區(qū)間上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線,且有·,那么,函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn),即存在使得,這個(gè)也就是方程的根.注意以下幾點(diǎn):①滿足條件的零點(diǎn)可能不唯一;②不滿足條件時(shí),也可能有零點(diǎn).③由函數(shù)在閉區(qū)間上有零點(diǎn)不一定能推出·,如圖所示.所以·是在閉區(qū)間上有零點(diǎn)的充分不必要條件.二、填空題11.(2023·天津·統(tǒng)考高考真題)若函數(shù)有且僅有兩個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍為.【答案】【分析】根據(jù)絕對(duì)值的意義,去掉絕對(duì)值,求出零點(diǎn),再根據(jù)根存在的條件即可判斷的取值范圍.【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,即,若時(shí),,此時(shí)成立;若時(shí),或,若方程有一根為,則,即且;若方程有一根為,則,解得:且;若時(shí),,此時(shí)成立.(2)當(dāng)時(shí),,即,若時(shí),,顯然不成立;若時(shí),或,若方程有一根為,則,即;若方程有一根為,則,解得:;若時(shí),,顯然不成立;綜上,當(dāng)時(shí),零點(diǎn)為,;當(dāng)時(shí),零點(diǎn)為,;當(dāng)時(shí),只有一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),零點(diǎn)為,;當(dāng)時(shí),只有一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),零點(diǎn)為,;當(dāng)時(shí),零點(diǎn)為.所以,當(dāng)函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)時(shí),且.故答案為:.12.(2022·天津·統(tǒng)考高考真題)設(shè),對(duì)任意實(shí)數(shù)x,記.若至少有3個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為.【答案】【分析】設(shè),,分析可知函數(shù)至少有一個(gè)零點(diǎn),可得出,求出的取值范圍,然后對(duì)實(shí)數(shù)的取值范圍進(jìn)行分類(lèi)討論,根據(jù)題意可得出關(guān)于實(shí)數(shù)的不等式,綜合可求得實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】設(shè),,由可得.要使得函數(shù)至少有個(gè)零點(diǎn),則函數(shù)至少有一個(gè)零點(diǎn),則,解得或.①當(dāng)時(shí),,作出函數(shù)、的圖象如下圖所示:此時(shí)函數(shù)只有兩個(gè)零點(diǎn),不合乎題意;②當(dāng)時(shí),設(shè)函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn)分別為、,要使得函數(shù)至少有個(gè)零點(diǎn),則,所以,,解得;③當(dāng)時(shí),,作出函數(shù)、的圖象如下圖所示:由圖可知,函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為,合乎題意;④當(dāng)時(shí),設(shè)函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn)分別為、,要使得函數(shù)至少有個(gè)零點(diǎn),則,可得,解得,此時(shí).綜上所述,實(shí)數(shù)的取值范圍是.故答案為:.13.(2021·北京·統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù),給出下列四個(gè)結(jié)論:①若,恰有2個(gè)零點(diǎn);②存在負(fù)數(shù),使得恰有1個(gè)零點(diǎn);③存在負(fù)數(shù),使得恰有3個(gè)零點(diǎn);④存在正數(shù),使得恰有3個(gè)零點(diǎn).其中所有正確結(jié)論的序號(hào)是.【答案】①②④【分析】由可得出,考查直線與曲線的左、右支分別相切的情形,利用方程思想以及數(shù)形結(jié)合可判斷各選項(xiàng)的正誤.【詳解】對(duì)于①,當(dāng)時(shí),由,可得或,①正確;對(duì)于②,考查直線與曲線相切于點(diǎn),對(duì)函數(shù)求導(dǎo)得,由題意可得,解得,所以,存在,使得只有一個(gè)零點(diǎn),②正確;對(duì)于③,當(dāng)直線過(guò)點(diǎn)時(shí),,解得,所以,當(dāng)時(shí),直線與曲線有兩個(gè)交點(diǎn),若函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),則直線與曲線有兩個(gè)交點(diǎn),直線與曲線有一個(gè)交點(diǎn),所以,,此不等式無(wú)解,因此,不存在,使得函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),③錯(cuò)誤;對(duì)于④,考查直線與曲線相切于點(diǎn),對(duì)函數(shù)求導(dǎo)得,由題意可得,解得,所以,當(dāng)時(shí),函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),④正確.故答案為:①②④.最新??颊骖}一、單選題1.(2023·貴州貴陽(yáng)·校聯(lián)考三模)已知函數(shù),其中,若在區(qū)間內(nèi)恰好有4個(gè)零點(diǎn),則a的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)參數(shù)的范圍,討論兩段函數(shù)的零點(diǎn)情況,利用二次函數(shù)與三角函數(shù)的圖象與性質(zhì),結(jié)合端點(diǎn)滿足的條件,即可求解.【詳解】由函數(shù),其中,當(dāng)時(shí),對(duì)任意,函數(shù)在內(nèi)最多有1個(gè)零點(diǎn),不符題意,所以,當(dāng)時(shí),,由可得或,則在上,有一個(gè)零點(diǎn),所以在內(nèi)有3個(gè)零點(diǎn),即在內(nèi)有3個(gè)零點(diǎn),因?yàn)椋?,,所以,解得,綜上所述,實(shí)數(shù)的取值范圍為.故選:C.2.(2023·福建福州·福州四中??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù),若有且僅有兩個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】將題意轉(zhuǎn)化為與存在兩個(gè)交點(diǎn),令,對(duì)求導(dǎo),令或者,求出斜率為的切線方程,即可求出兩條切線在軸上的截距,可得實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】解析:由可知,即與存在兩個(gè)交點(diǎn),令,則,令,解得:,令,解得,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,令,解得,則在處的切線方程為;令,解得,則在處的切線方程為,所以與的圖象如下表:
且這兩條切線在軸上的截距分別為實(shí)數(shù)的取值范圍為.故選:A.3.(2023·江蘇鎮(zhèn)江·揚(yáng)中市第二高級(jí)中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))函數(shù),若有個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】D【分析】由可得出或,數(shù)形結(jié)合可知直線與函數(shù)的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),從而可知直線與函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),結(jié)合圖形可得出實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】由,可得,解得或,如下圖所示:
由圖可知,直線與函數(shù)的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),又因?yàn)楹瘮?shù)有四個(gè)零點(diǎn),故直線與函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),且,所以,且,因此,實(shí)數(shù)的取值范圍是.故選:D.4.(2023·陜西商洛·鎮(zhèn)安中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù),,記函數(shù),若函數(shù)恰有三個(gè)不同的零點(diǎn),且,則的最大值為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)已知條件畫(huà)出函數(shù)圖像,得到與的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)一個(gè)在上,另一個(gè)在上,轉(zhuǎn)化為研究,的最值問(wèn)題,利用導(dǎo)數(shù)研究即可解決.【詳解】由的解析式,可知在上單調(diào)遞增,且值域?yàn)?,在上單調(diào)遞增,且值域?yàn)?,函?shù)的圖像如圖所示,所以在的值域上,任意函數(shù)值都有兩個(gè)值與之對(duì)應(yīng),在值域上,任意函數(shù)值都有一個(gè)值與之對(duì)應(yīng).要使恰有三個(gè)不同的零點(diǎn),則與的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)一個(gè)在上,另一個(gè)在上,由的圖像開(kāi)口向上且對(duì)稱(chēng)軸為,易知,此時(shí),且,結(jié)合的圖像及,得,則,所以,且,令,,則.當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減.所以,故的最大值為.5.(2024·安徽黃山·屯溪一中??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù),若函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A.B.C. D.【答案】C【分析】作出函數(shù)與函數(shù)的圖像,討論曲線與曲線,相切以及過(guò)點(diǎn)的情況,求出對(duì)應(yīng)的實(shí)數(shù)的值,利用數(shù)形結(jié)合思想可求得的取值范圍.【詳解】作出與的圖像,如圖所示,
由,整理得,當(dāng)直線與圓相切時(shí),則,解得,對(duì)應(yīng)圖中分界線①的斜率;再考慮直線與曲線相切,設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為,對(duì)函數(shù)求導(dǎo)得,則所求切線的斜率為,所求切線即直線方程為,直線過(guò)定點(diǎn),將代入切線方程得,解得,所以切點(diǎn)坐標(biāo)為,所以,對(duì)應(yīng)圖中分界線③的斜率;當(dāng)直線過(guò)點(diǎn)時(shí),則,解得,對(duì)應(yīng)圖中分界線②的斜率.由于函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),由圖可知,實(shí)數(shù)的范圍為.故選:C6.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))設(shè)函數(shù),則(
)A.若在區(qū)間(-2,-1)和(-1,0)都有零點(diǎn),則在區(qū)間(0,1)也有零點(diǎn)B.若在區(qū)間(-2,-1)和(-1,0)都有零點(diǎn),則在區(qū)間(0,1)沒(méi)有零點(diǎn)C.若在區(qū)間(-2,-1)和(-1,0)都沒(méi)有零點(diǎn),則在區(qū)間(0,1)有零點(diǎn)D.若在區(qū)間(-2,-1)和(-1,0)都沒(méi)有零點(diǎn),則在區(qū)間(0,1)也沒(méi)有零點(diǎn)【答案】A【分析】函數(shù)分段去絕對(duì)值,利用導(dǎo)數(shù)分類(lèi)討論函數(shù)單調(diào)性,根據(jù)零點(diǎn)存在定理判斷零點(diǎn)所在區(qū)間.【詳解】去絕對(duì)值可得.時(shí),,因此函數(shù)在單調(diào)遞增;時(shí),.(i)時(shí),,因此在單調(diào)遞增.當(dāng)時(shí),,,因此在區(qū)間有零點(diǎn),且在區(qū)間和都沒(méi)有零點(diǎn);當(dāng)時(shí),,故在區(qū)間和都沒(méi)有零點(diǎn),故C選項(xiàng)和D選項(xiàng)均錯(cuò)誤.(ii)時(shí),令得,因此函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.當(dāng)時(shí),.(1)時(shí),在區(qū)間存在唯一零點(diǎn),而在區(qū)間沒(méi)有零點(diǎn).(2)時(shí),在區(qū)間沒(méi)有零點(diǎn).當(dāng)時(shí),.①時(shí),,因此在區(qū)間和都有零點(diǎn),此時(shí),故在區(qū)間也有零點(diǎn).②時(shí),在區(qū)間沒(méi)有零點(diǎn).綜上所述,本題正確答案是A.故選:A7.(2023·山東濟(jì)南·統(tǒng)考三模)已知函數(shù)若函數(shù)有四個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】將函數(shù)有四個(gè)不同的零點(diǎn),轉(zhuǎn)化為函數(shù)與圖象由四個(gè)交點(diǎn),再數(shù)形結(jié)合即可解答.【詳解】
依題意,函數(shù)有四個(gè)不同的零點(diǎn),即有四個(gè)解,轉(zhuǎn)化為函數(shù)與圖象由四個(gè)交點(diǎn),由函數(shù)函數(shù)可知,當(dāng)時(shí),函數(shù)為單調(diào)遞減函數(shù),;當(dāng)時(shí),函數(shù)為單調(diào)遞增函數(shù),;當(dāng)時(shí),函數(shù)為單調(diào)遞減函數(shù),;當(dāng)時(shí),函數(shù)為單調(diào)遞增函數(shù),;結(jié)合圖象,可知實(shí)數(shù)的取值范圍為.故選:A8.(2023·湖南常德·常德市一中??寄M預(yù)測(cè))設(shè)表示m,n中的較小數(shù).若函數(shù)至少有3個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
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