复合函数零点问题专题
复合函数零点个数的探究_王跃
］ 分析 欲讨论函 数 ｈ（ ｘ）＝ ｆ［ ｘ） －ｃ 的 ｆ（ ）＝ ｃ 的 不 同 实 根ｔ 零点 ， 先 考 虑 方 程 ｆ（ ｔ ｉ∈ ｉ（ ，然后考虑方程 ｆ（ Ｎ＋ ） ｘ）＝ｔ ｉ 的根 ． ，考虑方程 ｆ（ ）＝ｃ． 解 令 ｆ（ ｘ）＝ｔ ｔ （ ） ） 当ｃ ＝－２ 时 ， 方程 ｆ（ １ ｔ ＝ｃ 有 ２ 个不相 、 （ ， ） ， 等的实根ｔ 方程 ｆ（ ２ｔ ｘ） ＝ｔ １ｔ ２ｔ １ ＝－ ２ ＝１ １ 有 ２ 个不相等的实根 ， ｘ）＝ｔ ｆ（ ２ 有３个不相等 ， 的实根 ．根据命题 １ 故函数 ｙ ＝ ｈ（ ｘ）的零点个 数为 ５． （ ） ） 当ｃ＝２ 时 ， 方程 ｆ（ ２ ｔ ＝ｃ 有 ２ 个不相等 ） ， 方程 ｆ（ 的 实根ｔ ｔ ｔ １， ｔ ｘ） ＝ｔ ３、 ４（ ３ ＝－ ４ ＝２ ３有
２ 等实根 ．根据命题 ２， 故 ｆ（ ｘ ｘ）＝ ａ 有 ４ 个 ＋２
不相等的实根 ； ） ） （ 当ａ＝８时 ， 方程ｆ（ ４ ｔ ＝ａ 有３ 个不相等 ， ） ， ） 的实根ｔ ｔ ｔ ｔ ０ ＜ｔ ｔ ． ７、 ８、 ９ （ ７ ＝－１ ８ ＜１ ９ ＞１
２ ２ 方 程ｘ ｘ ＝ｔ ｘ ｘ ＝ｔ ＋２ ＋２ ７ 有 １ 个实根 ， ８ 有２ ２ 个不相等的实根 ， ｘ ｘ ＝ｔ ＋２ ９ 有２个不相等的 ２ 实根 ．根据命题２， 故ｆ（ ｘ ｘ） ＋２ ＝ａ 有５ 个不相
２ ， ） 分析 令 ｘ 先讨论 ｆ（ ｔ ＋ｘ ＝ｔ ＝ａ 不同 ２ 的实根ｔ 再研究 ｘ ｉ ∈ Ｎ＋ ）情况 ， ＋ｘ ＝ｔ ｉ（ ｉ 根． ２ 解 令ｘ ． ＋ｘ ＝ｔ
， 故 ２ ｘ ＝ｔ １ ２ 有 ２ 个 不 相 等 的 实 根 ．根 据 命 题 ２
２ ｘ ｘ）＝ ａ 有 ６ 个不相等的实根 ． ＋２ ｆ（ （ ） ） 当ａ＞９时 ， 方程ｆ（ ６ ｔ ＝ａ 有２ 个不相等 ２ ） ， ） 方程ｘ 的 实根ｔ ｔ ０＜ｔ ｔ ｘ ＋２ １ ３、 １ ４ （ １ ３ ＜１ １ ４ ＞１ ２ ｘ ｘ ＝ｔ ＝ｔ ＋２ １ ３ 有 ２ 个不相等的实根 ， １ ４ 有２ 个 ２ 不相等的 实 根 ．根 据 命 题 ２， 故 ｆ（ ｘ ＋２ ｘ）＝ ａ
复合函数的零点问题
3.已知函数值求自变量的步骤：若已知函数值求 x 的解,则遵循“由外到内”的顺序，一层层拆解直到求出
x 的值.例如：已知 f x 2x ， g x x2 2x ，若 g f x 0 ，求 x .
时，显然只有一个交点，所以 ，只需要对数从点 B,点Ｃ下
面穿过就有 4 个零点，所以
解得 ，选 D．
【点睛】对于求不同类的两个函数构成的方程,我们常把方程变形为ｆ（ｘ)=g(x),然后根据 y＝f(ｘ）与 y
＝g(ｘ)的两个图像交点个数来判断原方程根的个数．如本题把方程
变形为
,再画出两个函数的图像,根据两个图像有 4 个交点，求出参数 a 的范围．
c (a,b) ，使 f (c) 0 ．
②如果函数 f x 在区间a,b 上的图象是连续不断的曲线,并且有 f (a) · f (b) 0 ,那么，函数 f x 在
--
--
区间 (a, b) 内不一定没有零点.
③如果函数 f x 在区间a,b 上的图象是连续不断的曲线,那么当函数 f x 在区间 (a, b) 内有零点时不
1．复合函数定义:设 y f t ，t g x ,且函数 g x 的值域为 f t 定义域的子集,那么 y 通过 t 的联系
而得到自变量 x 的函数，称 y 是 x 的复合函数,记为 y f g x .
2.复合函数函数值计算的步骤：求 y g f x 函数值遵循“由内到外”的顺序，一层层求出函数值.
③由函数 y f (x) 在闭区间a,b 上有零点不一定能推出 f (a) · f (b) 0 ,如图所示．所以 f (a) · f (b) 0 是 y f (x) 在闭区间a,b 上有零点的充分不必要条件．
高分必会系列之函数零点个数问题总结完美
零点个数问题该问题题常以分段函数、抽象函数等为载体，考查函数性质、函数零点的个数、参数的范围和通过函数性质求解不等式问题等.解决该类问题的途径往往是根据函数的性质作出示意图，利用数形结合研究分界位置，结合函数、方程、不等式刻画边界位置，其间要注意导数的应用.一、 分段函数的零点问题【例1】（2020•漳州一模）已知函数21,1()43,1x e x f x x x x ⎧-<=⎨-+⎩，若y kx =与()f x 有三个公共点，则实数k 的取值范围是( )A．4,1)e -B．4,0)(0,1)e -C．4,1)(1,1)e - D．4,0)(0,1)(1,1)e -解：如图所示，函数()f x 的图象，y kx =的图象． 1x -→时，()1f x e →-，可得(1,1)A e -，1OA k e =-．1x <时，()1x f x e =-，()x f x e '=．1x 时，22()43(2)1f x x x x =-+=--，()24f x x '=-．假设()f x 与y kx =相切于原点时，01k e ==．结合图形可得：11k e <<-时y kx =与()f x 有三个公共点．设直线y kx =与2()43(1)f x x x x =-+相切于点0(P x ，2043)x x -+， 则200004324x x x x -+=-，化为：203x =，解得：0x =4k =．结合图形可得：41k <<时，y kx =与()f x 有三个公共点．综上可得：41k <<，或11k e <<-时，y kx =与()f x 有三个公共点．故选：C ．【例2】(2019·郑州质量测试)已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧e x －a ，x ≤0，2x －a ，x >0(a ∈R)，若函数f (x )在R 上有两个零点，则实数a 的取值范围是( )A ．(0,1]B ．[1，＋∞)C ．(0,1)D ．(－∞，1]【解析】画出函数f (x )的大致图象如图所示．因为函数f (x )在R 上有两个零点，所以f (x )在(－∞，0]和(0，＋∞)上各有一个零点．当x ≤0时，f (x )有一个零点，需0<a ≤1；当x >0时，f (x )有一个零点，需－a <0，即a >0.综上，0<a ≤1.【变式训练】（2020•泉州一模）已知函数1,(0),()2,(0)x xe x f x x lnx x ⎧+=⎨-->⎩若函数()y f x a =-至多有2个零点，则a的取值范围是( ) A ．1(,1)e -∞-B ．1(,1)(1,)e-∞-+∞C ．1(1,1)e-- D ．[1，1]e + 解：当0x 时，()1x f x xe =+，则()(1)0x f x x e '=+=时，1x =-，则()f x 在(,1)-∞-上单调递减，在(1,0)-上单调递增，且当x →-∞时，()1f x →，1(1)1f e-=-；当0x >时，()2f x x lnx =--，则1()10f x x'=-=时，1x =，则()f x 在(0,1)上单调递减，在(1,)+∞上单调递增，且f （1）1=-，函数()y f x a =-至多有2个零点等价于函数()f x 的图象与直线y a =的图象至多2个零点，作出图象如下：由图可知，1a >时，图象有2个交点，满足； 111a e-时，图象有3个或4个交点，不满足； 11a e<-时，图象有2个或1个或0个交点，满足，故(a ∈-∞，11)(1e -⋃，)+∞，故选：B ．二、复合函数零点问题【例3】（2020•郑州一模）2|21|,1()log (1),1x x f x x x +<⎧=⎨->⎩，32515()244g x x x m =-++，若(())y f g x m =-有9个零点，则m 的取值范围是( ) A ．(0,1)B ．(0,3)C ．5(1,)3D ．5(,3)3解：令()t g x =，32515()244g x x x m =-++，2215151515()(2)(2)4244g x x x x x x x '=-=-=-， 当(,0)x ∈-∞，(2,)+∞时，函数()g x 递增，当(0,2)x ∈时，函数()g x 递减， 函数()g x 有极大值(0)2g m =+，极小值g （2）3m =-， 若(())y f g x m =-有9个零点，画出图象如下：观察函数()y f t =与y m =的交点，当0m <时，1t >，此时函数()y f t =与y m =最多有3个交点，故不成立，当0m =时，112t =-，22t =，(0)2g =，g （2）3=-，1()g x t =，有三个解，()2g x =有2个解，共5个解不成立；当3m >时，显然不成立；故要使函数有9个零点，03m <<，根据图象，每个y t =最多与()y g x =有三个交点，要有9个交点，只能每个t 都要有3个交点，当03m <<，()y f t =与y m =的交点，1122t -<<-，2112t -<<，329t <<，(0)2(2g m =+∈，5)，g （2）3(3,0)m =-∈-，当322t m <<+时，由233(1),21m log t m t -==+，即2212m m <+<+时，得01m <<时，323t <<时3()x t =，有三个解， 2()g x t =，要有三个解132m -<-，即52m <，1()g x t =有三个解32m -<-，即1m <，综上，(0,1)m ∈，故选：A ．【例4】（2019·湖北重点中学联考）已知函数()x f x xe =，若关于x 的方程()()()2230f x tf x t R -+=∈有两个不等实数根，则t 的取值范围为__________. 【解析】xy xe =，易知()xf x xe =的图象如下：()11f e -=，令()f x k =，则2230k tk -+=，得32,0t k k k=+>， 当()f x k =有两个不等实根是，则1k e >，所以123t e e <<+，即t 的取值范围是1322e e ⎫+⎪⎭。
零点问题复合函数练习题
一、函数概念1. 设f(x) = x^2 + 1，g(x) = 2x 3，求f(g(x))。
2. 若f(x) = 3x + 4，g(x) = x^2 5，求f(g(2))。
3. 设h(x) = x 2，f(x) = h(x) + 1，求f(h(3))。
4. 若g(x) = 2x 1，f(x) = g(x^2)，求f(1)。
5. 设f(x) = 5x 2，g(x) = f(x^2)，求g(4)。
二、复合函数的求值6. 若f(x) = x^3，g(x) = f(x + 1)，求g(2)。
7. 设h(x) = 4x^2 1，f(x) = h(x 1)，求f(3)。
8. 若g(x) = 2x + 5，f(x) = g(x^2)，求f(1)。
9. 设h(x) = x^2 + 3x + 2，f(x) = h(x + 1)，求f(2)。
10. 若g(x) = 3x 2，f(x) = g(x^3)，求f(2)。
三、复合函数的求导11. 设f(x) = x^2 + 1，g(x) = 2x 3，求(f ∘ g)'(x)。
12. 若f(x) = 3x + 4，g(x) = x^2 5，求(g ∘ f)'(2)。
13. 设h(x) = x 2，f(x) = h(x) + 1，求(f ∘ h)'(3)。
14. 若g(x) = 2x 1，f(x) = g(x^2)，求(f ∘ g)'(1)。
15. 设h(x) = x^2 + 3x + 2，f(x) = h(x + 1)，求(f ∘h)'(x)。
四、复合函数的极值16. 设f(x) = x^3 3x^2 + 4x 1，求f(g(x))的极值点。
17. 若f(x) = 2x^2 4x + 3，g(x) = x 1，求f(g(x))的极值。
18. 设h(x) = x^2 + 2x + 1，f(x) = h(x 1)，求f(h(x))的极值点。
1271_2023年新高考数学一轮复习核心考点习题：七种零点问题(原卷版)_0
七种零点问题方法技巧1.转化思想在函数零点问题中的应用方程解的个数问题可转化为两个函数图象交点的个数问题；已知方程有解求参数范围问题可转化为函数值域问题.2.判断函数零点个数的常用方法(1)通过解方程来判断.(2)根据零点存在性定理，结合函数性质来判断.(3)将函数y ＝f (x )－g (x )的零点个数转化为函数y ＝f (x )与y ＝g (x )图象公共点的个数来判断.3.正弦型函数的零点个数问题，可先求出零点的一般形式，再根据零点的分布得到关于整数k 的不等式组，从而可求相应的参数的取值范围.4.涉及含参的函数零点问题，利用导数分类讨论，研究函数的单调性、最值等，结合零点存在性定理，借助数形结合思想分析解决问题.5.函数零点的求解与判断方法：（1）直接求零点：令f (x )＝0，如果能求出解，则有几个解就有几个零点．（2）零点存在性定理：利用定理不仅要函数在区间[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．（3）利用图象交点的个数：将函数变形为两个函数的差，画两个函数的图象，看其交点的横坐标有几个不同的值，就有几个不同的零点．6.对于复合函数()y f g x ⎡⎤=⎣⎦的零点个数问题，求解思路如下：（1）确定内层函数()u g x =和外层函数()y f u =；（2）确定外层函数()y f u =的零点()1,2,3,,i u u i n == ；（3）确定直线()1,2,3,,i u u i n == 与内层函数()u g x =图象的交点个数分别为1a 、2a 、3a 、L 、n a ，则函数()y f g x ⎡⎤=⎣⎦的零点个数为123n a a a a ++++ .能力拓展题型一：零点存在定理法判断函数零点所在区间一、单选题1．（2022·河南河南·三模（理））若实数a ，b ，c 满足13log 4a =，37b =，2ln c c=，则（）A ．a b c <<B ．b c a<<C ．a c b <<D ．b a c<<2．（2022·黑龙江·双鸭山一中高三期末（理））函数1()2ln 3f x x x=--的零点所在的区间为（）ln 20.693,ln 3 1.099,ln 5 1.609≈≈≈（）A ．3,4（）B ．4,5（）C ．5,6（）D ．8,9（）3．（2022·北京密云·高三期末）心理学家有时使用函数()()1e kt L t A -=-来测定在时间()t min 内能够记忆的量L ，其中A 表示需要记忆的量，k 表示记忆率．假设一个学生有200个单词要记忆，心理学家测定在5min内该学生记忆20个单词．则记忆率k 所在区间为（）A ．1(0,20B ．11(,)2015C ．11(,)1510D ．1(,1)104．（2022·河南焦作·一模（理））设函数()23xxf x =+的零点为0x ，则0x ∈（）A ．()4,2--B ．()2,1--C ．()1,2D ．()2,45．（2021·江苏·泰州中学高三阶段练习）已知2log 3a =，函数()e ln 4=+-xf x x 的零点为b ，()3212g x x x x =--的极小值点为c ，则（）A ．()()()f a f b f c >>B ．()()()f b f a f c >>C ．()()()f b f c f a >>D ．()()()f c f a f b >>6．（2022·安徽·安庆一中高三期末（理））函数2()log f x x x =+的零点所在的区间为（）A ．11,32⎛⎫ ⎪⎝⎭B ．12,23⎛⎫ ⎪⎝⎭C ．23,34⎛⎫ ⎪⎝⎭D ．3,14⎛⎫ ⎪⎝⎭二、多选题7．（2022·湖北·荆州中学高三开学考试）函数4()e 1x f x a x π-⎛⎫=- ⎪⎝⎭在区间0,2π⎛⎫⎪⎝⎭的最小值为1-，且在区间,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭唯一的极大值点0x ．则下列说法正确的有（）A ．1a =B ．03,24x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭C ．03,4x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭D ．()01f x <8．（2022·全国·高三专题练习）设函数()y f x =的定义域为R ，如果存在常数()0T T ≠，对于任意x ∈R ，都有()()f x T T f x +=⋅，则称函数()y f x =是“类周期函数”，T 为函数()y f x =的“类周期”．现有下面四个命题，正确的是（）A ．函数()xf x -=3是“类周期函数”B ．函数()3f x x =是“类周期函数”C ．如果函数()cos f x x ω=是“类周期函数”，那么“k ωπ=，Z k ∈”D ．如果“类周期函数”()y f x =的“类周期”为1-，那么它是周期为2的周期函数9．（2021·江西·模拟预测）已知实数1m n <<，设方程()()()(1)()(1)0x m x n x m x x n x --+--+--=的两个实数根分别为1212,()x x x x <，则下列结论正确的是（）A ．不等式()()()(1)()(1)0x m x n x m x x n x --+--+--<的解集为12(,)x xB ．不等式()()()(1)()(1)0x m x n x m x x n x --+--+--<的解集可能为空集C ．121x m x n <<<<D ．121m x n x <<<<三、填空题10．（2022·全国·高三专题练习）下列命题中，正确的是___________．(写出所有正确命题的编号)①在ABC 中，A B >是sin sin A B >的充要条件；②函数2(1)1y x x x =+<-的最大值是1+③若命题“x R ∃∈，使得2(3)10ax a x +-+≤”是假命题，则19a <<；④若函数2()(0)f x ax bx c a =++>，(1)2af =-，则函数()f x 在区间(0,2)内必有零点．11．（2022·全国·高三专题练习）已知函数()()2e xf x ax x =+-，且2a >-，()f x '为()f x 的导函数，下列命题：①存在实数a ，使得导函数()f x '为增函数；②当0a >时，函数()f x 不单调；③当21a -<≤-时，函数()f x 在R 上单调递减；④当1a =时，函数()f x 有极值．在以上命题中，正确的命题序号是______．12．（2021·福建·三明一中高三学业考试）已知函数()23x f x x =--的零点()()0,1x k k k Z ∈+∈，则k =__________．13．（2022·全国·高三专题练习）已知a ，b 均为正实数，且满足21log 2aa ⎛⎫⎪=⎝⎭，122log bb =，则下面四个判断：①n 0()l a b ->；②21b a -<；③11a b->-；④22log 0log a b >>.其中一定成立的有__（填序号即可）.14．（2020·湖南邵阳·三模（理））在数学中，布劳威尔不动点定理是拓朴学里一个非常重要的不动点定理，它可应用到有限维空间并构成了一般不动点定理的基石，简单来讲就是对于满足一定条件的连续函数()f x ，存在一个点0x ，使()00f x x =，那么我们称该函数()f x 为“不动点”函数，给出下列函数：①()224f x x x =+-；②()22,132,1x x f x x x ⎧≤⎪=⎨->⎪⎩③()()21xf x e x =+-；④()ln f x ax x a =--（01a <<）；⑤()2f x x x =+；其中为“不动点”函数的是_________.（写出所有满足条件的函数的序号）15．（2020·全国·高三专题练习（理））函数f (x )＝1＋x －22x ＋33x ，g (x )＝1－x ＋22x －33x ，若函数F (x )＝f (x ＋3)g (x －4)，且函数F (x )的零点均在[a ，b ](a <b ，a ，b ∈Z )内，则b －a 的最小值为________.四、解答题16．（2022·陕西西安·高三阶段练习（文））已知函数22()e x f x ax -=-（e 为自然对数的底数，R a ∈）.(1)若1a =-，求证：()'f x 在区间()0,1内有唯一零点；(2)若()f x 在其定义域上单调递减，求a 的取值范围.17．（2022·贵州遵义·高三开学考试（理））已知函数()22()33e (0)22xa af x x x x ax x =-+-+->.(1)讨论()f x 的导函数()f x ¢零点的个数；(2)若()f x 的最小值为e ，求a 的取值范围.题型二：方程法判断零点个数一、单选题1．（2022·福建福州·三模）已知函数()2cos 1xf x x π=+，以下结论中错误的是（）A ．()f x 是偶函数B ．()f x 有无数个零点C ．()f x 的最小值为12-D ．()f x 的最大值为12．（2022·北京·模拟预测）已知函数()cos 2cos f x x x =+，且[]0,2πx ∈，则()f x 的零点个数为（）A ．1个B ．2个C ．3个D ．4个3．（2022·安徽·芜湖一中一模（理））声音是由物体振动产生的声波，我们听到的声音中包含着正弦函数．若某声音对应的函数可近似为1()sin sin 22f x x x =+，则下列叙述正确的是（）A ．2x π=为()f x 的对称轴B ．3,02π⎛⎫⎪⎝⎭为()f x 的对称中心C ．()f x 在区间[]0,10上有3个零点D ．()f x 在区间57,33ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增4．（2022·全国·高三专题练习）已知函数，则函数()||y f x x =-零点个数为（）A ．0B ．1C ．2D ．3二、多选题5．（2022·海南海口·模拟预测）已知函数()1x f x x+=，则（）A ．()f x 的定义域为RB ．()f x 是奇函数C ．()f x 在()0,+∞上单调递减D ．()f x 有两个零点6．（2022·全国·高三专题练习）已知函数()(sin cos )sin cos f x x x x x =+⋅-，下列说法正确的是（）.A ．()f x 是周期函数B ．若12()()2f x f x +=，则122k x x π+=（k Z ∈）C ．()f x 在区间[,]22ππ-上是增函数D ．函数()()1g x f x =+在区间[0,2]π上有且仅有一个零点7．（2022·全国·高三专题练习）若()f x 和()g x 都是定义在R 上的函数，且方程()f g x x =⎡⎤⎣⎦有实数解，则下列式子中可以为()g f x ⎡⎤⎣⎦的是（）A ．22x x +B ．1x +C ．cos xe D ．ln(||1)x +8．（2022·全国·高三专题练习（理））关于函数()sin |||cos |f x x x =+有下述四个结论，则（）A ．()f x 是偶函数B ．()f x 的最小值为1-C ．()f x 在[2,2]ππ-上有4个零点D ．()f x 在区间,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭单调递增三、填空题9．（2022·福建·模拟预测）已知函数()2sin 16f x x πω⎛⎫=-- ⎪⎝⎭，其中0>ω，若()f x 在区间(4π，23π)上恰有2个零点，则ω的取值范围是____________.10．（2022·河南·襄城县教育体育局教学研究室二模（文））已知函数()23,0,1,01x x m x f x mx x x ⎧++≤⎪=⎨+->⎪+⎩有3个零点，则实数m 的取值范围为______．四、解答题11．（2022·全国·模拟预测（文））已知函数()()2e xf x ax x a =-+.(1)讨论()f x 的单调性；(2)当102a <<时，证明()f x 在R 上有且仅有两个零点.12．（2022·四川省高县中学校模拟预测（文））已知函数()()3211132f x ax a x =+-.(1)当3a =时，判定()f x 的零点的个数；(2)是否存在实数a ，使得当(),2x ∈-∞时，()0f x ≤恒成立？若存在，求出a 的取值范围；若不存在，请说明理由.题型三：数形结合法判段函数零点个数一、单选题1．（2022·安徽淮南·二模（文））已知函数()1,0ln ,0x a x f x x x a x ⎧++<⎪=⎨⎪->⎩，则下列关于函数()f x 的描述中，其中正确的是（）．①当0a =时，函数()f x 没有零点；②当02a <<时，函数()f x 有两不同零点，它们互为倒数；③当2a =时，函数()f x 有两个不同零点；④当2a >时，函数()f x 有四个不同零点，且这四个零点之积为1．A ．①②B ．②③C ．②④D ．③④2．（2022·河南安阳·模拟预测（文））已知函数()221xf x =--，则关于x 的方程()()20f x mf x n ++=有7个不同实数解，则实数,m n 满足（）A ．0m >且0n >B ．0m <且0n >C ．01m <<且0n =D ．10m -<<且0n =3．（2022·安徽·模拟预测（文））已知函数()2ln ,02,0x x f x x x x ⎧>=⎨--≤⎩，若()()g x f x a =-有4个零点，则实数a的取值范围是（）A ．()0,1B ．(]0,1C ．[]0,1D ．[)1,+∞4．（2022·河南河南·三模（理））函数()112e e 1x xf x x --=---的所有零点之和为（）A ．0B ．2C ．4D ．6二、多选题5．（2022·广东·普宁市华侨中学二模）对于函数sin ,02()1(2),22x x f x f x x π≤≤⎧⎪=⎨->⎪⎩，下列结论中正确的是（）A ．任取12,[1,)x x ∈+∞，都有123()()2f x f x -≤B ．11511222222k f f f k +⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，其中k ∈N ；C ．()2(2)()k f x f x k k N *=+∈对一切[0,)x ∈+∞恒成立；D ．函数()ln(1)y f x x =--有3个零点；6．（2022·江苏·南京市宁海中学模拟预测）已知()f x 是定义在R 上的偶函数，且对任意x ∈R ，有()()11f x f x -=-+，当[]0,1x ∈时，()22f x x x =+-，则（）A ．()f x 是以2为周期的周期函数B ．点()3,0-是函数()f x 的一个对称中心C ．()()202120222f f +=-D ．函数()()2log 1y f x x =-+有3个零点三、填空题7．（2022·四川·成都七中三模（文））已知函数()[]()()sin ,0,212,2,2x x f x f x x π∞⎧∈⎪=⎨-∈+⎪⎩，则函数()ln(1)y f x x =--的零点个数是______个．8．（2022·内蒙古呼和浩特·一模（理））下面四个命题：①已知函数()f x 的定义域为R ，若()2f x +为偶函数，()21f x +为奇函数，则()30f =；②存在负数k ，使得()lg 2f x x kx =--恰有3个零点；③已知多项式344321234(1)(1)x x x a x a x a x a -++=++++，则15a =；④设一组样本数据12,,,n x x x 的方差为0.01，则数据1210,10,,10n x x x 的方差为0.1其中真命题的序号为___________.9．（2022·四川成都·二模（文））定义在R 上的奇函数f （x ）满足()()2f x f x =-，且当[]0,1x ∈时，()2f x x =．则函数()()27x g x f x -=-的所有零点之和为______．10．（2022·全国·高三专题练习）已知()lg 2f x x kx =--，给出下列四个结论：（1）若0k =，则()f x 有两个零点；（2）0k ∃<，使得()f x 有一个零点；（3）0k ∃<，使得()f x 有三个零点；（4）0k ∃>，使得()f x 有三个零点．以上正确结论的序号是__．四、解答题11．（2022·北京·高三学业考试）给定集合(,0)(0,)D =-∞+∞ ，()f x 为定义在D 上的函数，当0x <时，24()4xf x x =+，且对任意x D ∈，都有___________．从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知，补充在横线处，使()f x 存在且唯一确定．条件①：()()1f x f x -+=；条件②：()()1f x f x -⋅=；条件③：()()1f x f x --=．解答下列问题：（1）写出(1)f -和(1)f 的值；（2）写出()f x 在(0,)+∞上的单调区间；（3）设()()()g x f x m m =-∈R ，写出()g x 的零点个数．12．（2021·河北·高三阶段练习）已知函数()()23cos sin 022πf x ωx ωx ωx ω⎛⎫=-++> ⎪⎝⎭的最小正周期为π.（1）求函数()f x 的单调递增区间；（2）若先将函数()f x 图像上所有点的横坐标伸长为原来的2倍（纵坐标不变），再将其图像向左平移6π个单位长度，得到函数()g x 的图像，求方程()lg 10g x x --=在()0,∞+上根的个数.13．（2021·辽宁·高三阶段练习）已知函数21()cos cos (0)22f x x x x πωωωω⎛⎫=++-> ⎪⎝⎭的最小正周期为π．（I ）求函数()f x 的解析式；（II ）若先将函数()f x 的图象向左平移12π个单位长度，再将其图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍（纵坐标不变），得到函数()g x 的图象，求()|lg |y g x x =-在(0,)+∞上的零点个数．题型四：转化法判断函数零点个数一、单选题1．（2022·安徽·巢湖市第一中学高三期中（文））已知函数()1,0ln ,0x x f x x x x ⎧+<⎪=⎨⎪>⎩，则函数()()22g x f f x ⎡+⎤⎣⎦=+的零点个数为（）A ．3B ．4C ．5D ．62．（2022·全国·()()1,1ln 1,1x x f x x x -+≤⎧=⎨->⎩，则函数()()2g x f f x ⎡⎤⎣⎦=-的零点个数为（）A ．3B ．4C ．2D ．13．（2021·天津市实验中学滨海学校高三期中）已知函数1,0,()ln(),0,x x f x x x x ⎧+>⎪=⎨⎪-<⎩则函数2()()y f x mf x m =-+的零点个数不可能是（）A ．1B ．2C ．3D ．44．（2021·辽宁沈阳·高三阶段练习）对于任意正实数,,m n p ，关于x 的方程2112x xpmx mx n e e ---+=+的解集不可能是（）A ．{}1B ．{}0,2C ．{}0,1,2D ．∅二、多选题5．（2022·江苏无锡·高三期末）高斯被人认为是历史上最重要的数学家之一，并享有“数学王子”之称.有这样一个函数就是以他名字命名的：设x ∈R ，用[]x 表示不超过x 的最大整数，则()[]f x x =称为高斯函数，又称为取整函数.如：(2.3)2f =，( 3.3)4f -=-.则下列结论正确的是（）A ．函数()f x 是R 上的单调递增函数B ．函数2()()3g x f x x =-有2个零点C ．()f x 是R 上的奇函数D ．对于任意实数,a b ，都有()()()f a f b f a b +≤+6．（2022·全国·高三专题练习）定义域和值域均为[],a a -（常数0a >）的函数()y f x =和()yg x =图象如图所示，给出下列四个命题，那么，其中正确命题是（）A ．方程()0f g x =⎡⎤⎣⎦有且仅有三个解B ．方程()0g f x =⎡⎤⎣⎦有且仅有三个解C ．方程()0f f x =⎡⎤⎣⎦有且仅有九个解D ．方程()0g g x =⎡⎤⎣⎦有且仅有一个解三、填空题7．（2022·全国·高三专题练习）已知()f x 是定义在R 上的奇函数，当0x ≥时，()f x =24x x -，则方程()2f x x =-解的个数为___________.8．（2021·全国·模拟预测）已知函数()21,0,ln ,0,x x f x x x ⎧-≤=⎨>⎩若直线y kx =与函数()f x 的图象交于A ，B 两点，且满足OA OB =，其中O 为坐标原点，则k 值的个数为___________.四、解答题9．（2021·全国·高三专题练习）证明：函数()()3log 1f x x =+的图象与()2log g x x =的图象有且仅有一个公共点．10．（2020·安徽·淮南市第五中学高三阶段练习（理））已知()y f x =是定义在R 上的偶函数，当0x ≥时，()22f x x x =-（1）求(1)f ，(2)f -的值；（2）求()f x 的解析式并画出函数的简图；（3）讨论方程()f x k =的根的情况.题型五：零点存在定理与函数性质结合判断零点个数一、单选题1．（2022·广东韶关·二模）已知直线0l y kx k =>：（）既是函数()21f x x =+的图象的切线，同时也是函数()()ln 1pxg x x p R x =+∈+的图象的切线，则函数()g x 零点个数为（）A ．0B ．1C ．0或1D ．1或22．（2022·天津·高三专题练习）设函数()lg ,0sin ,04x x x f x x x πωπ+>⎧⎪=⎨⎛⎫+-≤≤ ⎪⎪⎝⎭⎩有5个不同的零点，则正实数ω的取值范围为（）A ．1317,44⎡⎫⎪⎢⎣⎭B ．13,4⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C ．17,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦D ．1319,44⎡⎤⎢⎥⎣⎦3．（2022·全国·高三专题练习（理））已知函数()()2e 2e x xf x a a x =+--有两个零点，则a 的取值范围为（）A ．()1,0-B ．()0,1C．(D ．()1,e 二、多选题4．（2021·江苏·泰州中学高三阶段练习）已知函数f (x )＝sin(|cos x |)＋cos(|sin x |)，则以下结论正确的是（）A ．f (x )的图象关于直线2x π=对称B ．f (x )是最小正周期为2π的偶函数C ．f (x )在区间(0,2π上单调递减D ．方程1()2f x x =恰有三个不相等的实数根5．（2021·湖北恩施·高三开学考试）已知函数()12cos f x x x x =+-，则以下说法正确的是（）A ．()f x 是偶函数B ．()f x 在(0,)+∞上单调递增C ．当0x ≤时，()1f x ≤-D ．方程()0f x =有且只有两个实根6．（2022·全国·高三专题练习）函数()()()2210log 0xx f x x x ⎧-≤⎪=⎨>⎪⎩，则下列说法正确的有（）A ．函数()f x 是R 上的单调递增函数B ．对于任意实数a ，不等式()()21f a f a +≥-恒成立C ．若12x x ≠，且()()12f x f x =，则120x x +<D ．方程()()0f x f x --=有3个不相等实数解三、解答题7．（2022·江西南昌·二模（文））已知函数()()2110,2xf x e ax x x a --->=∈R .(1)当0a =时，求函数()f x 的单调区间；(2)若1a >，证明：方程()0f x =有且仅有一个正根.8．（2022·河北·模拟预测）已知函数()12f x x=.(1)请研究函数()()sin g x f x x =-在[)(]2π,00,2πx ∈-⋃上的零点个数并证明；(2)当0x >时，证明：()()112e xf x f x ++>⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦.9．（2022·全国·高三专题练习）设a 为实数，函数2()()||(1)f x x a x a a a =-+---.(1)若(0)1f，求a 的取值范围；(2)讨论()f x 的单调性；(3)当2a >时，讨论()||f x x +在R 上的零点个数.10．（2022·全国·高三专题练习）已知函数()sin e xf x x ax =++.(1)若0a =，求函数()f x 在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上的零点个数；(2)当[)0,x ∈+∞时都有()1f x ≥，求实数a 的取值范围.题型六：利用函数零点（方程有根）求参数值或参数范围一、单选题1．（2022·四川成都·三模（理））若函数()9x f x =0x ，则()0091xx -=（）．A ．13B ．1CD ．22．（2022·湖南岳阳·三模）已知函数2()lg ()6a f x x x x =+-，若不等式()0f x >有且仅有2个整数解，则实数a 的取值范围是（）A ．(lg3,lg 2)--B ．(lg3,lg 2]--C ．(lg 2,lg3)D ．[lg 2,lg3)3．（2022·山西·模拟预测（文））已知函数()24,1,ln 1,1,x x a x f x x x ⎧++<=⎨+≥⎩若函数()2y f x =-有三个零点，则实数a 的取值范围是（）A ．(,2)-∞B ．()3,4-C ．(3,6)-D ．(3,)-+∞二、多选题4．（2021·辽宁·东北育才学校二模）一般地，若函数()f x 的定义域为[],a b ，值域为[],ka kb ，则称为的“k 倍跟随区间”；若函数的定义域为[],a b ，值域也为[],a b ，则称[],a b 为()f x 的“跟随区间”.下列结论正确的是（）A ．若[]1,b 为()222f x x x =-+的跟随区间，则2b =B ．函数()11f x x=+存在跟随区间C ．若函数()f x m =1(,0]4m ∈-D ．二次函数()212f x x x =-+存在“3倍跟随区间”三、填空题5．（2022·福建南平·三模）已知函数()2e 9e 42x a a xf x x x --=++--有零点，则实数=a ___________.6．（2022·四川·石室中学三模（文））若函数()()()221f x x xax b =-++的图象关于直线2x =对称，且直线y k=与函数()f x 的图象有三个不同的公共点，则实数k 的值为______．四、解答题7．（2021·辽宁·东北育才学校二模）已知二次函数()y f x =满足以下条件：①经过原点(0,0);②R x ∀∈，()(2)f x f x =-;③函数()1y f x =+只有一个零点(1)求二次函数()y f x =的解析式；(2)若函数()||||e 12()e 1x x f g x -+=-与()||()2e 142x h x t t =⋅-+-的图象有两个公共点，求实数t 的取值范围.题型七：利用函数的交点（交点个数）求参数一、单选题1．（2022·河南安阳·模拟预测（理））已知函数()1,0,ln ,0,x a x f x x x ⎧+≤⎪=⎨>⎪⎩（0a >且1a ≠），若函数()()y f f x a=-的零点有5个，则实数a 的取值范围为（）A ．2a =B ．ln 21a ≤<或12a <<C ．0ln 2a <≤或12a <<或2a =D ．ln 21a ≤<或2a =2．（2022·山东济宁·二模）已知函数(),0ln ,0x x f x a x x ≤⎧=⎨>⎩，若函数()()()g x f x f x =--有5个零点，则实数a 的取值范围是（）A ．()e,0-B ．1,0e ⎛⎫- ⎪⎝⎭C ．(),e -∞-D ．1,e⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭3．（2022·全国·模拟预测（理））已知函数()1f x +的图象关于直线1x =-对称，对x ∀∈R ，都有()()31f x f x -=+恒成立，当[]0,2x ∈时，()212f x x =，当0k >时，若函数()f x 的图象和直线()4y k x =+有5个交点，则k 的取值范围为（）A ．12,33⎛⎫ ⎪⎝⎭B ．11,52⎛⎫ ⎪⎝⎭C ．11,53⎛⎫ ⎪⎝⎭D ．11,32⎛⎫ ⎪⎝⎭二、多选题4．（2022·福建莆田·三模）已知函数231,1()41613,1x x f x x x x ⎧-<⎪=⎨-+-≥⎪⎩，函数()()g x f x a =-，则下列结论正确的是（）A ．若()g x 有3个不同的零点，则a 的取值范围是[1,2)B ．若()g x 有4个不同的零点，则a 的取值范围是()0,1C ．若()g x 有4个不同的零点()12341234,,,x x x x x x x x <<<，则344x x +=D ．若()g x 有4个不同的零点()12341234,,,x x x x x x x x <<<，则34x x 的取值范围是137,42⎛⎫⎪⎝⎭5．（2022·辽宁鞍山·二模）已知函数()()22log ,(02)813,2x x f x x x x ⎧<<⎪=⎨-+≥⎪⎩，若()f x a =有四个不同的实数解1x ，2x ，3x ，4x ，且满足1234x x x x <<<，则下列命题正确的是（）A ．01a <<B ．12922,2x x ⎡⎫+∈⎪⎢⎣⎭C ．12342110,2x x x x ⎛⎫+++∈ ⎪⎝⎭D．)122x x ⎡+∈⎣三、填空题6．（2022·贵州毕节·三模（文））已知函数()()1sin 02f x x x ωωω=>在[]0,2π有且仅有3个零点，则ω的取值范围为__________．7．（2022·福建宁德·模拟预测）已知()f x 是定义在R 上的偶函数，当0x ≥时，()()22e 24x f x x a a =-+-.若()f x 的图象与x 轴恰有三个交点，则实数a 的值为___________.8．（2022·全国·三模（理））已知()f x 是定义在R 上的奇函数，且()1f x +是偶函数，当01x ≤≤时，()()2log 1f x x =-+．设()()()g x f x f x =+，若关于x 的方程()20g x mx --=有5个不同的实根，则实数m 的取值范围是__________．9．（2022·新疆昌吉·二模（文））已知函数()()216249,111,19x x x f x f x x ⎧-+≤⎪=⎨->⎪⎩，若关于x 的方程()()f x m m R =∈有三个不同的实根，则m 的取值范围为______．四、解答题10．（2022·北京密云·高三期中）已知函数2()ln(21)f x x x ax =+-.(1)求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程；(2)当0a <时，求证：函数()f x 存在极小值；(3)请直接写出函数()f x 的零点个数.。
复合函数零点个数问题的求解策略
复合函数零点个数问题的求解策略摘要：复合函数的零点个数问题的求解一直以来作为数学学习的重要课题与问题，也是数学教学中的一个重要的知识点。
复合函数的零点个数问题常作为学生考试的内容，属于考试范围中的重点与难点。
因此，如何通过巧妙的策略与思想帮助学者能够更快的理清思路，辩证的看待问题，找到解决问题的方法成为了当前数学教学中亟需解决的问题。
因此，本文主要通过论述复合函数零点个数问题求解的教学策略与目标，列举相关复合函数类型与例子，对如何进行复合函数零点求解提供解决策略，为日后数学教学的发展以及帮助学生提升数学解题能力提供借鉴，为国家人才的培养建设贡献自身的一份力量。
关键词：复合函数；零点；个数；求解策略；方法引言：在所有的学科门类中，数学是一门对学生考察抽象思维能力要求度极高的学科，经常需要学生能够辩证的看待数学问题，抽象的转化为其他问题进行论证，复合函数的零点个数求解问题更是如此，坐标法、图像法等无不要求学生能够充分的实现数形结合，将抽象的问题具体化，降低解题的难度。
同时，对于复合函数零点个数求解不仅需要能够让学生学会做该类题，更是为了让学生领悟解题的思想与方法，面对类似的问题能够触类旁通，真正掌握解题的思想，这对于我国数学教学事业的发展来说具有重要的建设性意义。
一、基础预备知识不同的版本对于函数f（x）的零点定义不同，但是本质是相同的。
在人教版的教材中，其中对于方程f（x）的零点定义如下：一般是在函数y=f（x）中，将f（x）=0，解出此方程获得的实数根X就是函数y=f（x）的零点。
这个零点也是f（x）=0的实数根。
在图像上的表现是，当函数y=f（x）在直角坐标系中与横轴x有交点，那么就证明函数y=f（x）有零点，并且这个交点的x值就是方程f（x）=0的实数根。
从人教版的定义来看，这个定义是具有概括性的。
同时课程中还有两个命题，这两个命题对于帮助找到复合函数的零点有重要意义，命题如下：命题一：如果开始让方程f（x）=0，假设这个时候方程有m个不同的实数根，分别可以定义为X1、X2……Xm，并且令f（x）等于任意的Xi，i是在1到m的范围内，这个时候假设方程有Ni个不一样的实数根，这个时候则可以得出，函数f[f （x）]的零点个数为（N保留下标：1+N保留下标：2+……N保留下标：m）个。
复合函数的零点问题
由图可得，当 k＞－3 时，f(t)＝k 有两个根 t1，t2，且 t1＜－2，t2＞12，即 t＝f(x)＜－2 或 t＝f(x)＞12，此时方程 f(f(x))＝k 最多有 5 个根； 当－4＜k≤－3 时，f(t)＝k 有三个根 t1，t2，t3，且－2≤t1＜－1，－1＜t2≤0，14＜t3≤12， 即－2≤f(x)＜－1 或－1＜f(x)≤0 或14＜f(x)≤12，此时方程 f(f(x))＝k 最多有 6 个根； 当 k＝－4 时，f(t)＝k 有两个根 t1，t2，且 t1＝－1，t2＝14，即 f(x)＝－1 或 f(x)＝14，此 时方程 f(f(x))＝k 有 4 个根； 当 k＜－4 时，f(t)＝k 有一个根 t，且 0＜t＜14，即 0＜f(x)＜14，此时方程 f(f(x))＝k 有 2 个根．
设 f(x)＝t，由图可知，当 t＜0 或 t＞2 时，t＝f(x)有且仅有 1 个实根．当 t＝0 或 1≤t≤2 时，t＝f(x)有 2 个实根；当 0＜t＜1 时，t＝f(x)有 3 个实根，则 g(x)恰有 4 个不同的零 点等价于a0－ ＜1a＜ ＋01， ＜1或a1－ ≤1a＝ ＋01， ≤2或0a＜ ＋a1－ ＞12＜1，或11≤ ≤aa－ ＋11≤ ≤22， ，解得－1＜a＜ 0 或 1≤a＜2．
图(2)
由图可知 y＝f(t)与 y＝3t＋12的图象有两个交点，横坐标
分别在(0，1)和(1，2)之间，不妨设交点横坐标为 t1∈(0，
1)，t2∈(1，2)．如图(3)，当 t1＝f(x)时，由 f(x)图象和直
线 y＝t1，t1∈(0，1)可知，二者有两个交点，此时 F(x) ＝f(f(x))－3f(x)－12有两个零点；当 t2＝f(x)时，由 f(x)图
2024年高考数学二轮热点题型归纳与变式演练(新高考通用)专题2-3零点与复合嵌套函数-1
专题2-3 零点与复合嵌套函数目录题型01 零点基础：二分法 题型02 根的分布题型03 根的分布：指数函数二次型 题型04 零点：切线法 题型05 抽象函数型零点 题型06 分段含参讨论型 题型07 参数分界型讨论题型08 分离参数型水平线法求零点 题型09 对数绝对值水平线法 题型10 指数函数“一点一线”性质型 题型11 零点：中心对称性质型 题型12 零点：轴对称性质型 题型13 嵌套型零点：内外自复合型 题型14 嵌套型零点：内外双函数复合型 题型15 嵌套型零点：二次型因式分解 题型16嵌套型零点：二次型根的分布 题型17嵌套型零点：放大型函数 高考练场题型01 零点基础：二分法【解题攻略】用二分法求函数零点近似值的步骤给定精确度ε，用二分法求函数()f x 零点0x 的近似值的一般步骤如下： ①确定零点0x 的初始区间[,]a b ，验证()()0f a f b <． ②求区间(,)a b 的中点c ．③计算()f c ，并进一步确定零点所在的区间： a ．若()0f c =（此时0x c =），则c 就是函数的零点．6)(2,)−+∞高三沈阳市外国语学校校考阶段练习）)0≠有一个正根和一个负根的一个充要条件是【典例1-1】（2021上·上海浦东新·高三上海市建平中学校考期中）11．关于x 的方程(2017)(1999)2016x x −+=恰有两个根为1x 、2x ，且1x 、2x 分别满足1133x a x =−和3322log (1)3x a x −=−，则12x x a ++=【典例1-2】（2021·高三课时练习）12．设a 为实数，若关于x 的方程1420x x a +++=有实数解，则a 的取值范围是 . 【变式1-1】（2021·山西临汾·统考二模）13．已知函数()12935x x f x m m +=−⋅+−．若存在0x ∈R ，使得()()00f x f x −=−，则m的取值范围是 ．【变式1-2】（2021上·四川遂宁·高三阶段）14．已知方程()14232400x x x k x +−⋅−⋅+=>有两个不相等实根，则k 的取值范围为 ．【变式1-3】（2022下·浙江舟山·高三舟山中学校考开学考试）15．关于x 的方程k •4x ﹣k •2x +1+6(k ﹣5)＝0在区间[﹣1，1]上有解,则实数k 的取值范围是 .题型04 零点：切线法1e ,e 3⎫⎛⎤⎪ ⎥⎭⎝⎦e 1,2e 3⎫⎛⎤⎪ ⎥⎪⎝⎦⎭ 151e ,e 3⎫⎛⎤⎪ ⎥⎪⎝⎦⎭ e 1,2e 3⎫⎛⎫⎪ ⎪⎪⎝⎭⎭ -3】（2020·天津武清天津市武清区杨村第一中学校考模拟预测）【典例1-1】（2023·全国·高三专题练习）3π2,4⎫⎡⎫⎪⎪⎢⎭⎣⎭ B 3π2,4⎫⎡⎤⎪⎢⎥⎭⎣⎦ C 3π2,4⎫⎡⎫⎪⎪⎢⎭⎣⎭3π2,4⎫⎡⎤⎪⎢⎥⎭⎣⎦（2023春·河南南阳高三河南省桐柏县第一高级中学校考阶段练习），函数()()3π,21x a x f a x a −<+−，若()f x 在区间 ． 【典例1-1】（2021上·山东潍坊·高三统考）43,32⎤⎡⎤⎥⎢⎥⎦⎣⎦ 53,42⎤⎡⎫⎪⎥⎢⎦⎣⎭ 53,42⎤⎡⎤⎥⎢⎥⎦⎣⎦】（2023·全国．已知函数()f x =，使得方程不同的实数根且两根之和为 ．【典例1-1】．（2021上·江苏连云港·高三统考）40．已知函数()()22log 1,131108,333x x f x x x x ⎧−<≤⎪=⎨−+>⎪⎩，若关于0,0x x >，若方程3411x +的取值范围是（12⎫⎪⎭高三湖南师大附中校考阶段练习）2x ，+，①定义域R，值域(0∞)11,1x x −>，若函数4，则(12x )2,3四川成都·高三四川省成都列五中学校考）参考答案：，，第故121113ax x −+−=−,即1213a x x +=+【点睛】本题考查零点问题与交点问题的转化，根据零点个数求参数的值，程、数形结合的思想，属于中档题.17．D(1)−−f xf x周期为()当[1,2],x∈当[2,3],x∈做出函数【点睛】本题考查函数零点的应用，根据函数的性质求出函数的周期性和对称性，结合思想是解决问题的关键，综合性较强，属于难题由()24313y x x x =−+−<<，整理得()()22210x y y −+=≥，当直线()()20y k x k =+>与圆(2x −1e ,e 3⎫⎛⎤⎪ ⎥⎪⎝⎦⎭. 【点睛】方法点睛：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：）函数零点个数与图像交点的转化；）注意各段函数图像对应的定义域；)21,3⎛⎤ ⎥⎝⎦e 【分析】数形结合，分析【详解】由题意，函数(g 2k x +的交点个数为②当()()20y k x k =+>与y −=()()20y k x k =+>与2x y −+=()23220x k x k +−++=，此时综上()20,7431,3k ⎛⎤∈− ⎥⎝⎦e 故答案为：()20,7431,3⎛⎤− ⎥⎝⎦e . 【分析】结合函数的奇偶性、单调性、周期性和零点的知识求得正确答案()(1f f +−【详解】解：()f x 是定义在点个数为奇数，又()f x f =(44)(8)f +==)是奇函数且在(π,0u ∈−sin a −∴=令sin t u =则2a t =+2y t t=+3y ∴≤−，故答案为：25．D【分析】因为函数,0)[8,12]a<0时，可得)，上单调递增，+∞<≤时，分0a【详解】解：（1）当28a a =−则()f x 在②14a <<令'0f x 可得x 1a 时，('f 0≤时，f )x 在(0−∞，0得ln x =18时，('f 0≤时，f 在(]0−∞，上有极小值f x，()f x1ln1ln aa−=+上有极小值f ⎛28a a=−根据韦达定理可判断812a∴≤≤综上所述：,0)[8,12]，故答案为: ,0)[8,12]．【点睛】关键点点睛：本题主要考查二次函数、函数与方程以及导数在研究函数中的应用，1a<≤，14，8a=学分类思想和计算能力，属于难题由图象可知：当3a ≤−或6a =时，()2421y x x x =−−+<与y a =有且仅有一个交点，∴实数a 的取值范围为(]{},36−∞−⋃.故选：D.28．C【分析】先求出1x ≥时，函数有一个零点，故1x <时，函数有两个零点，令2()42g x x x a =++−，由(1)0g >且(2)0g −<解出a 的取值范围即可.【详解】函数()24,1,ln 1,1,x x a x f x x x ⎧++<=⎨+≥⎩当1x ≥时，方程()2f x =．可得ln 12x +=．解得e x =，函数有一个零点，则当1x <时，函数有两个零点，即242x x a ++=，在1x <时有两个解．设2()42g x x x a =++−，其开口向上，对称轴为：2,()x g x =−在(,2)−∞−上单调递减，在(2,)−+∞上单调递增，所以(1)0g >，且(2)0g −<，解得36a −<<．故选：C ．29．B【分析】先计算()f x 恰有2个零点时m 的范围，再根据充分必要条件的定义判断.【详解】因为当2x =时，2(2)62250f =⨯−<，所以当2x ≤时()f x 有一个零点， 又因为当2x >时2log y x m =−是增函数，当且仅当22log 0m −<，即4m >时，2log y x m =−有一个零点，所以当且仅当4m >时，()f x 恰有2个零点，故“3m >”是“()f x 恰有2个零点”的必要不充分条件，故选：B.57,22⎤⎛⎤⎥ ⎥⎝⎦⎦ 时0cos x π=至多有2个零点，72a >讨论结合图象可得答案若()0y cos x x a π=<<恰有2个零点，则点，所以()222Δ16320380a a a f a a ⎧>⎪=−>⎨⎪=−+≥⎩，解得57,22⎤⎛⎤⎥ ⎥⎝⎦⎦. 【点睛】方法点睛：求零点的常用方法：①解方程；②数形结合；③零点存在定理；④单调存在求零点个数，复杂的函数求零点，先将复杂零点转化为较简单函数零点问题数形结合可得：π5π3π,2,12124⎡⎫⎡⎫⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭， 8](,3]3讨论()2(1)f x a x =−+−上零点个数，然后结合正弦函数性质可得参数范围．22(x =−+0a ≤8](,3]．38](,3]3关键点睛：这道题的关键指出是讨论的范围内，需要分类讨论，然后给出另外一段函数零点的个数，利用数形结合得到a．36．()2,22 【分析】先通过对题目的分析，令根据函数()y g x =与y m =的图象有两个交点，由图像可知，()f x 的增区间为⎛ ⎝−故A 错误当()4,3k ∈−−时，如图当1334k −<<−时，()y f x =与y 当134k =−时，()y f x =与y k =有当1344k −<<−时，()y f x =与y 所以当()4,3k ∈−−时()y f x =与y不妨设123x x x <<，所以1x ∈所以23lg lg x x =，即2lg lg x −=所以12314,03x x x x ⎛⎤=∈− ⎥⎝⎦，故选：A.因此函数()23e 2x f x x x ⎛⎫=−− ⎪⎝⎭故选：A .2x ，202x x <<−，有六个零点，的图象有六个交点，画出两函数的图象如下图，4342x x x =因为等号取不到，所以时，312x =34x x +++【点睛】本题主要考查了函数与方程的综合应用，其中解答中把函数点，转化为函数的图象的交点，结合函数的图象及对称性求解是解答的关键，形结合思想，以及推理与运算能力，属于中档试题．方程()f x a =的四个解123,,,x x x x 1234,,,x x x x ，显然01a <<，不妨令101x x <<<由图象可得：02m <<. 故选：A.。
复合函数多零点求参数范围解决策略-高考数学二轮复习
例1
二次函数+分式函数
2 ， ⩽ 0
已知函数 ＝
4
，若关于的方程 2 ＋ − 3 ∙ ＋＝0恰好
，＞0
2
＋1
有 6 个不相等的实数解，则实数的取值范围为__________．
2 ， ⩽ 0
已知函数 ＝
4
，若关于的方程 2 ＋ − 3 ∙ ＋＝0恰好
，＞0
2
＋1
有 6 个不相等的实数解，则实数的取值范围为__________．
当＞0，()＝
4
， 结合“双勾”函数性质可画出函数()的简图．
t
＋1
t=t1
令＝()，等价于关于 t 的方程 2 ＋( − 3)＋＝0
t=t2
在区间(0，2)上有两个不等的实根．
＝( − 3) − 4＞0，
得关于 t 的二次方程 t2－3t＋a－1＝0 的有两个根 t1，t2，
g(t)
t
5
且 1<t1<2,
4
3
1<t2<2.
2
1
–4
–3
–2
–1
–1
–2
O
1
2
3
4
x
O
1
2
t
e|x 1|，x>0，
已知函数 f(x)＝
－x2－2x＋1，x≤0，
－
t
5
4
关于 x 的方程 f (x)－3f(x)＋a－1＝0(a∈R)有 8 个不等的实数根，3
∴
＝()，＝||图象至少有 8 个交点． Nhomakorabea由图可知，
当＞0时，只需5 ⩽ 1， 即 0＜ ⩽
12复合函数零点问题高中数学讲义微专题Word版
12复合函数零点问题高中数学讲义微专题Word版微专题12复合函数零点问题一、基础知识：1、复合函数定义：设 y f t，t gx，且函数gx的值域为 f t定义域的子集，那么y经过t的联系而获得自变量x的函数，称y是x的复合函数，记为y f gx2、复合函数函数值计算的步骤：求 y g f x 函数值按照“由内到外”的次序，一层层求出函数值。
比如：已知 f x 2x,gx x2x，计算g f 2解：f 2 22 4 g f2 g4 123、已知函数值求自变量的步骤：若已知函数值求x的解，则按照“由外到内”的次序，一层层拆解直到求出x的值。
比如：已知fx2x，gx x22x，若gfx0，求x解：令t fx，则gt0t22t0解得t0,t2当t0fx02x0，则x当t2fx22x2，则x1综上所述：x1由上例可得，要想求出g f x0的根，则需要先将 f x视为整体，先求出 f x的值，再求对应x的解，这类思路也用来解决复合函数零点问题，先回首零点的定义：4、函数的零点：设f x的定义域为D，若存在x0D，使得fx00，则称xx0为fx的一个零点5x的方程g fx0根的个数，在解此类问题时，、复合函数零点问题的特色：考虑对于要分为两层来剖析，第一层是解对于fx 的方程，察看有几个fx的值使得等式建立；第二层是联合着第一层fx的值求出每一个f x被几个x对应，将x的个数汇总后即为g f x0的根的个数6、求解复合函数y g f x零点问题的技巧：（1）此类问题与函数图象联合较为密切，在办理问题的开始要作出 f x,gx的图像12复合函数零点问题高中数学讲义微专题Word 版（2）若已知零点个数求参数的范围，则先预计对于 fx 的方程gf x 0中f x 解的个数，再依据个数与fx 的图像特色，分派每个函数值f i x 被几个x 所对应，从而确立f i x 的取值范围，从而决定参数的范围复合函数：二、典型例题11例1：设定义域为R 的函数fxx ,x2xbfxc01 ，若对于x 的方程f1,x 1由3个不一样的解x 1,x 2,x 3，则x 12 x 22x 32______思路：先作出f x 的图像如图：察看可发现对于随意的y 0，知足y 0f x 的x 的个数分别为 2个（y 00,y 01）和3个（y 0 1），已知有 3个解，从而可得fx 1必为f 2 xbfxc0的根，而另一根为1或许是负数。
高考 复合函数的零点问题
函数专题（复合函数的零点问题）一、相关概念及有关结论 1.复合函数的定义设函数()u x ϕ=的定义域为是A ，值域是B ；又设函数()y f u =的定义域是C ，且B C y M ⊆∈，，这时对A 内每一个x ，通过ϕ，得到B 内唯一的一个u 与此x 对应，再通过f 又得到M 内唯一的一个y 与此x 对应．因此对于A 内的每一个x 先通过ϕ再通过f ，得到M 内唯一的一个y 与此x 对应，这就确定了一个从A 到M 的函数，称它是由()u x ϕ=与()y f u =合成的复合函数（也称嵌套函数），记为()y f x ϕ⎡⎤=⎣⎦．称u 为中间变量，为了叙述方便起见，不妨将()u x ϕ=称为内层函数，称()y f u =为外层函数． 2.有关命题与结论函数的零点问题不仅与函数、方程、不等式、导数等知识交汇融合，同时还涉及“函数与方程”、“化归与转化”、“数形结合”、“分类与讨论”等数学思想．以下引入上述思想的相关命题，以便为下面的分析与求解提供理论支撑． 二、常见复合函数零点问题的考察类型 1．“()()=f f x k ”型问题 例11．设函数()2log f x x =，则函数()()()1g x f f x =−的零点为 ． 【答案】4【分析】由题知2log 2x =，即求.【详解】函数()g x 的零点即为方程()0g x =的解，也即()22log log 10x −=的解.()22log log 1x =，即2log 2x = 解得4x =，即函数()g x 的零点为4． 故答案为：4 例22．设函数f (x )＝22,0,0x x x x x ⎧+<⎨−≥⎩若f (f (a ))≤2，则实数a 的取值范围是 .【答案】a ≤【分析】对()f a 的符号进行分类讨论，带入相应的解析式求解不等式，可得f (a )≥－2，再对a 的符号进行分类讨论代入相应解析式求解不等式即可.【详解】当()0f a <时，f (f (a ))≤2即为2()()2f a f a +≤，()()[1][2]0f a f a −+≤， 解得()21f a −≤≤，所以()20f a −≤<；当()0f a ≥时，f (f (a ))≤2即为2()2f a −≤，因为2()2f a ≥−恒成立，所以()0f a ≥满足题意.所以f (a )≥－2，则202a a a <⎧⎨+≥−⎩或22a a ≥⎧⎨−≥−⎩，解得a ≤故答案为：a ≤【点睛】本题考查利用分段函数的性质解不等式，考查分类讨论思想，属于较难题. 2.“()()=f g x k ”型问题 例33．设函数()()3221014680x x f x x x g x x x x x ⎧+>⎪=−+=⎨⎪−−−≤⎩，，，，，则函数()()()1h x f g x =−的零点为 ．【答案】14322−−−，，， 【分析】由题可知求()()1f g x =的解，再利用分段函数求方程的解即可. 【详解】函数()h x 的零点即为方程()0h x =的解，也即()()1f g x =的解． 令()t g x =，则原方程的解变为方程组()()1t g x f t ⎧=⎪⎨=⎪⎩，①②的解． 由方程②可得320t t −=， 解得0t =或1t =，将0t =代入方程①，而方程104x x+=无解， 由方程2680x x −−−=解得4x =−或2x =−；将1t =代入方程①，而方程114x x +=，解得12x =， 由方程2681x x −−−=，解得3x =−．综上，函数()h x 的零点为14322−−−，，，，共四个零点． 故答案为：14322−−−，，，. 3.复合函数()⎡⎤=−⎣⎦y f f x x 的零点问题一般地，关于复合函数()y f f x x ⎡⎤=−⎣⎦的零点有如下结论：若()f x 单调，则()()0000f f x x f x x ⎡⎤=⇔=⎣⎦．证明 一方面，若()00f f x x ⎡⎤=⎣⎦，不妨设()f x 单调递增，若()00f x x >，则()()000f f x f x x ⎡⎤>>⎣⎦，与()00f f x x ⎡⎤=⎣⎦矛盾，同理可证()00f x x <的情形； 另一方面，若()00f x x =，则()()000f f x f x x ⎡⎤==⎣⎦，综上可知结论成立． 例44．设函数()f x a ∈R ，e 为自然对数的底数），若曲线sin y x =上存在点()00x y ，使得()()00f f y y =，则a 的取值范围是（ ）． A ．[]1e ， B ．111e ⎡⎤−⎢⎥⎣⎦， C ．[]1e 1+， D ．11e 1e ⎡⎤−+⎢⎥⎣⎦，【答案】A【分析】由题可得2e x x a x +−=，再利用函数的单调性即求.【详解】显然()f x =于是()()00f f y y =等价于()00f y y =，即00y =≥， 又00sin 1y x =≤，故001y ≤≤，从而0200e y a y y =+−，令()2e x g x x x =+−， 则()()'e 12''e 20x xg x x g x =+−=−=，，令()''0g x =，则ln2x =，可知当[]0ln2x ∈，时，()'g x 单调递减，当[]ln21x ∈，时，()'g x 单调递增， 从而()()''ln232ln20g x g ≥=−>， 故()g x 在[]01，上单调递增， 从而()()][011e a g g ⎡⎤∈=⎣⎦，，. 故选：A ．4.复合函数()⎡⎤=−⎣⎦y f g x x 的零点问题一般地，关于复合函数()y f g x x ⎡⎤=−⎣⎦的零点有如下结论：()y f g x x ⎡⎤=−⎣⎦有零点()y g f x x ⎡⎤⇔=−⎣⎦有零点．证明 设()00f g x x ⎡⎤=⎣⎦，则(){}()00g f g x g x ⎡⎤=⎣⎦，可知()0g x 为()y g f x x ⎡⎤=−⎣⎦的零点，反之若0x 为()y g f x x ⎡⎤=−⎣⎦的零点，则同理可得()0f x 为()y f g x x ⎡⎤=−⎣⎦的零点． 例55．若()f x 和()g x 都是定义在实数集R 上的函数，且方程()0x f g x ⎡⎤−=⎣⎦有实数根，则()g f x ⎡⎤⎣⎦不可能是A ．215x x +−B ．215x x ++C ．215x −D ．215x +【答案】B【详解】试题分析：设0x 为方程的 ()0x f g x ⎡⎤−=⎣⎦的一个根，∴00[()]f g x x =，∴{}00()[()]g x g f g x =，再令0()t g x =，故有 [()]t g f t =，从而可知方程[()]g f x x =至少有一个实数根 t ，A ，C ，D 选项中的函数均符合条件，而B 选项：215x x x ++=无解，故选B ． 【点睛】本题考查的是抽象函数与方程的问题，需挖掘条件中的隐含信息，对已知条件中的式子()0x f g x ⎡⎤−=⎣⎦进行等价变形，可以得到 [()]g f x x =至少也有一个实数根，分别考察四个选项中的函数，判断根的情况，从而可知选B ． 5.含参二次函数复合型零点问题 例66．函数f (x )＝ax 2＋bx ＋c (a ≠0)的图象关于直线x ＝－对称．据此可推测，对任意的非零实数a ，b ，c ，m ，n ，p ，关于x 的方程m [f (x )]2＋nf (x )＋p ＝0的解集都不可能是( ) A ．{1,2} B ．{1,4} C ．{1,2,3,4} D ．{1,4,16,64}【答案】D【分析】方程()()20mf x nf x p ++=不同的解的个数可为0,1,2,3,4.若有4个不同解，则可根据二次函数的图像的对称性知道4个不同的解中，有两个的解的和与余下两个解的和相等，故可得正确的选项.【详解】设关于()f x 的方程()()20mf x nf x p ++=有两根，即()1f x t =或()2f x t =.而()2f x ax bx c =++的图象关于2bx a=−对称，因而()1f x t =或()2f x t =的两根也关于2bx a =−对称．而选项D 中41616422++≠.故选D. 【点睛】对于形如()0f g x =⎡⎤⎣⎦的方程（常称为复合方程），通过的解法是令()t x g =，从而得到方程组()()0f t g x t ⎧=⎪⎨=⎪⎩，考虑这个方程组的解即可得到原方程的解，注意原方程的解的特征取决于两个函数的图像特征. 例77．若函数32()f x x ax bx c =+++有极值点1x ，2x ，且()11f x x =，则关于x 的方程()()()232f x af x +0b +=的不同实根个数是A ．3B ．4C ．5D ．6【答案】A【分析】由题意求导结合极值点的性质可得原方程等价于1()f x x =或2()f x x =，按照12x x <、12x x >分类，作出函数图象，数形结合即可得解.【详解】由题意2()32f x x ax b '=++，1x ，2x 为函数()f x 的极值点， 所以2()320f x x ax b '=++=有两解12,x x ，所以方程()()()232f x af x +0b +=等价于1()f x x =或2()f x x =，当12x x <时，则1x 为函数()f x 的极大值点，且()11f x x =，2x 为函数()f x 的极小值点，画出函数图象，如图：此时1()f x x =有两个不同实根，2()f x x =有一个实根，()()()232f x af x +0b +=有三个不同实根；当12x x >时，则1x 为函数()f x 的极小值点，且()11f x x =，2x 为函数()f x 的极大值点， 画出函数图象，如图：此时1()f x x =有两个不同实根，2()f x x =有一个实根，()()()232f x af x +0b +=有三个不同实根；综上，()()()232f x af x +0b +=有三个不同实根. 故选：A.【点睛】本题考查了导数与函数极值的关系、函数与方程的综合应用，考查了逻辑推理能力与数形结合思想，属于中档题.6.其他型 例88．已知定义在()0+∞，上的单调函数()f x ，若对任意()0x ∈+∞，都有()12log 3f f x x ⎛⎫+= ⎪⎝⎭，则方程()2f x =的解集为 ．【答案】{}416，． 【分析】由题可求()122log f x x =−，再利用数形结合即求.【详解】∵定义在()0+∞，上的单调函数()f x ，对任意()0x ∈+∞，都有()12log 3f f x x ⎛⎫+= ⎪⎝⎭， 令()12log f x x c +=，则()3f c =，在上式中令x c =，则()1122log log 3f c c c c c +==−，，解得2c =，故()122log f x x =−，由()2f x =122log 2x −=2log x =在同一坐标系中作出函数2log y x =和y可知这两个图像有2个交点，即()42，和()164，，则方程()2f x ={}416，． 故答案为：{}416，. 例99．已知函数()12f x x x=+−，如果关于x 的方程()4213021xx f t ⎛⎫ ⎪−+−= ⎪−⎝⎭有三个相异的实数根，求t 的范围．【答案】104t −<<．【分析】令21xm −=，由题得()232410m t m t −+++=，再采用数形结合法及二次方程根的分布即求．【详解】令21xm −=，则()430f m t m ⎛⎫+−= ⎪⎝⎭，即14230m t m m ⎛⎫+−+−= ⎪⎝⎭，去分母得：()232410m t m t −+++=，此方程最多有两个根，由函数21xm =−图像可知，方程()232410m t m t −+++=的两根必须有一根m 1≥，另一根01m <<，才能保证原方程有三根，设()()23241g m m t m t =−+++，因此由根的分布知识得：()()041011(32)410g t g t t ⎧=+>⎪⎨=−+++<⎪⎩或()()11(32)410041032012g t t g t t ⎧⎪=−+++=⎪=+>⎨⎪+⎪<<⎩，，，解得：104t −<<．7.零点求和问题 例1010．定义域为R 的函数()12212x x f x x ⎧≠⎪−=⎨⎪=⎩，，，，若关于x 的函数()()()212h x f x af x =++有5个不同的零点1x 、2x 、3x 、4x 、5x ，则2222212345x x x x x ++++等于（ ）．A ．15B ．20C ．30D ．35【答案】C【分析】结合函数的图象可知1102a ++=，进而可得()1f x =或()12f x =，即求. 【详解】作函数()12212x x f x x ⎧≠⎪−=⎨⎪=⎩，，，的图象如图所示，则由函数()()()212h x f x af x =++有5个不同的零点知1102a ++=，解得32a =−．解()()231022f x f x −+=得()1f x =或()12f x =．若()1f x =，则2x =或3x =或1x =； 若()12f x =，则0x =或4x =． 故222221234530x x x x x ++++=.故选：C ． 同步练习11．设函数()210log 0x x f x x x +≤⎧=⎨>⎩，，，，若函数()()()g x f f x a =−有三个零点，则实数a 的范围为 ．【答案】(]01，． 【分析】令()t f x =，则原方程的解变为方程组()()t f x f t a ⎧=⎪⎨=⎪⎩，①②的解，作出函数()y f x =，采用数形结合法即求．【详解】函数()g x 的零点即为方程()0g x =的解，令()t f x =， 则原方程的解变为方程组()()t f x f t a ⎧=⎪⎨=⎪⎩，①②的解，作出函数()y f x =的图象，由图象可知，当1t >时，有唯一的x 与之对应；当1t ≤时，有两个不同的x 与之对应． 由方程组()()t f x f t a ⎧=⎪⎨=⎪⎩，①②有三个不同的x 知，需要方程②有两个不同的t ，且一个1t >，一个1t ≤，结合图象可知，当(]01a ∈，时，满足一个(]10t ∈−，，一个(]12t ∈，，符合要求， 综上，实数a 的取值范围为(]01，． 故答案为：(]01，12．设函数()()2210230x x f x x x g x x x x ⎧+>⎪=+=⎨⎪−+≤⎩，，，，，若函数()()()h x g f x a =−有六个不同的零点，则实数a 的取值范围为 ．【答案】(]23，． 【分析】利用数形结合即求.【详解】函数()h x 的零点即为方程()0h x =的解，也即()()g f x a =的解， 令()t f x =，则原方程的解变为方程组()()t f x g t a ⎧=⎪⎨=⎪⎩，①②的解，作出函数()y f x =和直线y t =的图象如图所示． 由图可知，当1t >−时，有两个不同的x 与之对应；当1t =−时，有一个x 与之对应，当1t <−时，没有x 与之对应．由方程组()()t f x g t a ⎧=⎪⎨=⎪⎩，①②有六个不同的x 解知，需要方程②有三个不同的t ，且都大于1−，作出函数()y g t =和直线y a =的图象如图所示，由图可知当(]23a ∈，时满足要求， 综上，实数a 的取值范围为(]23，． 故答案为：(]23，13．已知函数2()(1)x f x x x e =−−，设关于x 的方程25()()()f x mf x m R e−=∈有n 个不同的实数解，则n 的所有可能的值为 A ．3 B ．1或3 C ．4或6 D ．3或4或6【答案】A【详解】()()()()'12,xf x x x e f x =−+∴在(),2−∞−和()1,+∞上单增，()2,1−上单减，又当x →−∞时，()0,f x x →→+∞时，()f x →+∞故()f x 的图象大致为：令()f x t =，则方程250t mt e −−=必有两个根，12,t t 且125t t e=−，不仿设120t t << ，当1t e=−时，恰有225t e −=，此时()1f x t =，有1个根，()2f x t =，有2个根，当1t e <−时必有2205t e −<<，此时()1f x t =无根，()2f x t =有3个根，当10e t −<<时必有225t e −>，此时()1f x t =有2个根，()2f x t =，有1个根，综上，对任意m R ∈，方程均有3个根，故选A.【方法点睛】已知函数零点(方程根)的个数，求参数取值范围的三种常用的方法：(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．一是转化为两个函数()(),y g x y h x ==的图象的交点个数问题，画出两个函数的图象，其交点的个数就是函数零点的个数，二是转化为(),y a y g x ==的交点个数的图象的交点个数问题 .14．已知函数32()f x x ax bx c =+++有两个极值点12,x x ，若112()f x x x =<，则关于x 的方程23(())2()0f x af x b ++=的不同实根个数为A ．3B ．4C ．5D ．6【答案】A【详解】试题分析：求导得，显然是方程的二不等实根，不妨设，于是关于x 的方程3(f(x))2＋2af(x)＋b ＝0的解就是或，根据题意画图：所以有两个不等实根，只有一个不等实根，故答案选A.考点：导数、零点、函数的图象15．设定义域为R 的函数2lg ,0(){2,0x x f x x x x >=−−≤, 若关于x 的函数有8个不同的零点，则实数b 的取值范围是 ． 【答案】【详解】关于的二次方程至多有两个实数根，设()2,2210f x t t bt =++=，要使得有8个零点，就是()f x t =有4个解，由图象知()f x t =，(0,1)t ∈内有4个解． 二次方程22210t bt ++=在内有两个不等的实数根，故有故填16．已知定义在R 上的函数()y f x =存在零点，且对任意R m n ∈，都满足()()()()2f mf m f n f x n +=+，若关于x 的方程()()31log (01)a f f x x a a −=−>≠，恰有三个不同的根，求a 的取值范围． 【答案】（3，+∞）．【分析】令函数()y f x =的零点为m ，即f （m ）＝0，则由对任意m ，n ∈R 都满足f [mf （m ）+f （n ）]＝f 2（m ）+n ．可得f [f （x ）]＝x ，进而x 的方程|f [f （x ）]﹣3|＝1﹣log a x （a ＞0，a ≠1）恰有三个不同的根，可转化为|x ﹣3|＝1﹣log a x （a ＞0，a ≠1）恰有三个不同的根，根据对数函数的图象和性质分类讨论后，可得答案．【详解】令函数y ＝f （x ）的零点为m ，即f （m ）＝0， ∵对任意m ，n ∈R 都满足f [mf （m ）+f （n ）]＝f 2（m ）+n ． 则f [f （n ）]＝n 恒成立， 即f [f （x ）]＝x ，若关于x 的方程|f [f （x ）]﹣3|＝1﹣log a x （a ＞0，a ≠1）恰有三个不同的根， 即|x ﹣3|＝1﹣log a x （a ＞0，a ≠1）恰有三个不同的根，当0＜a ＜1时，函数y ＝|x ﹣3|与y ＝1﹣log a x 的图象如下图所示：由图可知，函数y ＝|x ﹣3|与y ＝1﹣log a x 的图象有两个交点，即关于x 的方程|f [f （x ）]﹣3|＝1﹣log a x （a ＞0，a ≠1）恰有两个不同的根，不满足条件； 当1＜a ＜3时，函数y ＝|x ﹣3|与y ＝1﹣log a x 的图象如下图所示：由图可知，函数y ＝|x ﹣3|与y ＝1﹣log a x 的图象有一个交点，即关于x 的方程|f [f （x ）]﹣3|＝1﹣log a x （a ＞0，a ≠1）恰有一个不同的根，不满足条件； 当a ＝3时，函数y ＝|x ﹣3|与y ＝1﹣log a x 的图象如下图所示：由图可知，函数y ＝|x ﹣3|与y ＝1﹣log a x 的图象有两个交点，即关于x 的方程|f [f （x ）]﹣3|＝1﹣log a x （a ＞0，a ≠1）恰有两个不同的根，不满足条件； 当a ＞3时，函数y ＝|x ﹣3|与y ＝1﹣log a x 的图象如下图所示：由图可知，函数y ＝|x ﹣3|与y ＝1﹣log a x 的图象有三个交点，即关于x 的方程|f [f （x ）]﹣3|＝1﹣log a x （a ＞0，a ≠1）恰有三个不同的根，满足条件； 综上所述，实数a 的取值范围是（3，+∞）.17．定义在R 上的函数1,22()1,2x x f x x ⎧≠⎪−=⎨⎪=⎩若关于x 的方程2()()3f x af x b ++=有三个不同的实数解1x ， 2x ，3x ，且 123x x x <<，则下列结论错误的是A ．22212314x x x ++= B ．2a b += C ．134x x += D ．1322x x x +>【答案】D【详解】试题分析：当2x ≠时，()1()0,2f x x =∈+∞−且关于y 轴对称， 因为方程2()()3f x af x b ++=有三个不同的实数解， 所以当时，，必为方程的一个解，代入方程得，即选项B 正确；因为()()131f f ==，所以，所以选项A 、C 正确，而选项D 错． 故正确答案选D ．。
复合函数与函数的零点
⑶已知函数 ，若 ， ，则函数 的零点个数为________．
【解析】⑴C
⑵C．
⑶
尖子班学案4
【拓1】若 是方程 的解，则 属于区间（）．
A． B． C． D．
【解析】C；
【例7】⑴若函数 ( 且 )有两个零点，则实数 的取值范围是．
⑵若函数 的零点与 的零点之差的绝对值不超过 ，则 可以是( )
⑵已知 ， ，且 ，则 。
【解析】⑴ ， ．
⑵
考点：复合函数的单调性
【例4】求下列函数的单调区间：
① ；② ；③ ；④ ．
【解析】①函数需满足 ，即定义域为 ，
内层函数在 上单调递增，在 上单调递减，
外层函数在定义域上单调递增，
所以函数 的单调增区间为 ，单调减区间为 ．
②函数的定义域为 ，
内层函数在 上单调递减，在 上单调递增，
<教师备案>当 在 上单调，且 时，存在唯一一点 ，使得 ．
在区间 上有零点，不能得到 ．
考点：零点问题
【例6】⑴已知函数 在 上的图象是连续不断的一条曲线，且 ，则
（）
A．在区间 上有 个零点
B．在区间 上零点个数是偶数个
C．在区间 上零点个数可能为
D．在区间 上没有零点
⑵函数 的零点所在的一个区间是( )．
⑶已知函数 是 上的减函数，则 的取值范围是_________．
【解析】⑴ ；
⑵ ；
⑶
1．定义
一般地，如果函数 在实数 处的值等于零，即 ，则 叫做这个函数的零点．
<教师备案>零点不是点，在坐标系中表示函数图象与 轴的交点是 点．
2．零点分析法
如果函数 在一个区间 上的图象不间断，并且在它的两个端点处的函数值异号，即 ，则这个函数在这个区间上至少有一个零点，即存在一点 ，使得 ，
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【高考地位】函数的零点是新课标的新增内容，其实质是相应方程的根，而方程是高考重点考查内容，因而函数的零点亦成为新课标高考命题的热点.其经常与函数的图像、性质等知识交汇命题，多以选择、填空题的形式考查. 【方法点评】一、零点或零点存在区间的确定使用情景：一般函数类型解题模板：第一步 直接根据零点的存在性定理验证区间端点处的函数值的乘积是否小于0；第二步 若其乘积小于0，则该区间即为存在的零点区间；否则排除其选项即可.例1 函数()43xf x e x =+-的零点所在的区间为（ ）A 【答案】B考点：零点存在定理．【变式演练1】方程220xx +-=的解所在的区间为（ ）A ．(1,0)-B ．(0,1)C ．(1,2)D ．(2,3) 【答案】B【解析】试题分析：由题意得，设函数()22xf x x =+-，则()()0102021,12121f f =+-=-=+-=，所以()()010f f <，所以方程220x x +-=的解所在的区间为(0,1)，故选B. 考点：函数的零点.【变式演练2】【南昌市2017-2018学年度二轮复习测试卷文科数学】函数的零点所在的大致区间为( )A ．B ．C ．D ．【答案】B考点：函数零点的判断．二、零点的个数的确定方法1：定义法使用情景：一般函数类型解题模板：第一步 判断函数的单调性；第二步 根据零点的存在性定理验证区间端点处的函数值的乘积是否小于0；若其乘积小于0，则该区间即为存在唯一的零点区间或者直接运用方程的思想计算出其零点；第三步 得出结论.例2.函数x e x f x 3)(+=的零点个数是（ ） A ．0 B ．1 C ．2 D ．3 【答案】B【解析】第一步，判断函数的单调性:由已知得03)(>+='xe xf ，所以)(x f 在R 上单调递增；第二步，根据零点的存在性定理验证区间端点处的函数值的乘积是否小于0；若其乘积小于0， 则该区间即为存在唯一的零点区间：又因为03)1(1<-=--e f ，03)1(>+=e f ，所以0)1-()1(<∙f f 第三步，得出结论：所以)(x f 的零点个数是1，故选B ． 考点：函数的零点．【变式演练3】【宁夏银川一中2018届高三第四次模拟】定义在R 上的奇函数满足，且当时，不等式恒成立，则函数的零点的个数为A ． 1B ． 2C ． 3D ． 4 【答案】C由图象知，函数的零点的个数为3个．故选：C ．考点：函数的零点.【方法点晴】本题考查了函数的单调性与导数之间的应用问题，也考查了函数零点个数的判断问题，是中档题目．【变式演练4 ）A ．3B ．4C ．5D ．6【答案】C 【解析】642246810πππ2π3π4π5π考点：图象的交点．【思路点晴】本题考查的是两个函数的交点个数问题．首先运用函数与方程的思想,把给定方程转化成为两个基本函数的交点问题,再通过函数的性质与比较函数在相同自变量处的函数值的大小关系画出两个基本函数图象,需要注意的是,两个函数都过)0,0(点,而y 轴右侧的高低情况需要比较两个函数在0=x 处的切线斜率得到,为本题的易错点．【变式演练5】【吉林市2018届高三第三次调研考试】已知函数（1）当1a =时，求函数()f x 的极值；（2，若函数()g x 在()()0,11,⋃+∞内有两个极值点12,x x ，求证：【答案】（1（2）见解析 【解析】试题分析：（1）当1a =时，，求导后根据导函数的符号判断函数()f x 的单调性，从而可得函数的极值．（2，设()()2222h x x a x =-++，结合题意可得方程()0h x =在()()0,11,⋃+∞上有两个不相等的实根12,x x ，且1不能是方程的根，故可得，由此可得2a >．然后求得2a >可得结论成立．（2设()()2222h x x a x =-++，∵函数()g x 在()()0,11,⋃+∞内有两个极值点12,x x ，∴方程()()22220h x x a x =-++=在()()0,11,⋃+∞上有两个不相等的实根12,x x ，且1不能是方程的根，，解得2a >．∴2,a > 考点：（1）利用导数求函数闭区间上的最值；（2）利用导数研究函数的单调性．方法2：数形结合法 使用情景：一般函数类型解题模板：第一步函数()g x 有零点问题转化为方程()()f x m x =有根的问题；第二步 在同一直角坐标系中，分别画出函数()y f x =和()y m x =的图像； 第三步 观察并判断函数()y f x =和()y m x =的图像的交点个数；第四步 由()y f x =和()y m x =图像的交点个数等于函数()0g x =的零点即可得出结论.例3. （ ） A ．3 B ．2 C ．1 D ．0 【答案】B【解析】第一步，在同一直角坐标系中，分别画出函数()y f x =和()y m x =的图像：第二步，观察并判断函数()y f x =和()y m x =的图像的交点个数 ：2个交点；第三步，由()y f x =和()y m x =图像的交点个数等于函数()0g x =的零点即可得出结论： 所以方程有2个解。
高考数学经典常考题型第12专题 复合函数零点问题
高考数学经典常考题型第12专题复合函数零点问题第12专题训练：复合函数零点问题一、基础知识：1、复合函数定义：设 $y=f(t),t=g(x)$，且函数 $g(x)$ 的值域为 $f(t)$ 的定义域的子集，那么 $y$ 通过 $t$ 的联系而得到自变量 $x$ 的函数，称 $y$ 是 $x$ 的复合函数，记为$y=f(g(x))$。
2、复合函数函数值计算的步骤：求 $y=g(f(x))$ 函数值遵循“由内到外”的顺序，一层层求出函数值。
例如：已知$f(x)=2x,g(x)=x^2-x$，计算 $g(f(2))$。
解：$f(2)=2\times 2=4$，$\therefore g(f(2))=g(4)=12$3、已知函数值求自变量的步骤：若已知函数值求 $x$ 的解，则遵循“由外到内”的顺序，一层层拆解直到求出 $x$ 的值。
例如：已知 $f(x)=2x,g(x)=x^2-2x$，若 $g(f(x))=0$，求 $x$。
解：令 $t=f(x)$，则 $g(t)=0$，$\therefore t=0$ 或 $t=2$。
当 $t=0$ 时，$f(x)=0$，XXX；当 $t=2$ 时，$f(x)=2$，$\therefore x=1$。
综上所述，$x=1$。
由上例可得，要想求出 $g(f(x))=0$ 的根，则需要先将$f(x)$ 视为整体，先求出 $f(x)$ 的值，再求对应 $x$ 的解。
这种思路也用来解决复合函数零点问题。
先回顾零点的定义：4、函数的零点：设 $f(x)$ 的定义域为 $D$，若存在 $x\in D$，使得 $f(x)=0$，则称 $x$ 是 $f(x)$ 的一个零点。
5、复合函数零点问题的特点：考虑关于 $x$ 的方程$g(f(x))=0$ 的根的个数，在解此类问题时，要分为两层来分析。
第一层是解关于 $f(x)$ 的方程，观察有几个 $f(x)$ 的值使得等式成立；第二层是结合着第一层 $f(x)$ 的值求出每一个$f(x)$ 被几个 $x$ 对应，将 $x$ 的个数汇总后即为$g(f(x))=0$ 的根的个数。
第4讲 复合二次型和镶嵌函数零点(原卷版)
第4讲 复合二次型和镶嵌函数的零点11类【题型一】 一元二次复合型基础型：可因式分解【典例分析】已知函数f (x )=xlnx ，若关于x 的方程[f (x )]2+af (x )+a −1=0有且仅有三个不同的实数解，则实数a 的取值范围是( ) A ．(−2e ,1−e ) B ．(1−e ,0) C ．(−∞,1−e ) D ．(1−e ,2e )【变式演练】1.已知f(x)是定义在R 上的偶函数，且满足f(x)={−x 2+3x,0≤x <1x −2lnx,x ≥1，若关于x 的方程[f(x)]2+(a −1)f(x)−a =0有10个不同的实数解，则实数a 的取值范围是（ ） A ．(1,2) B ．(−2,−1)∪{2ln2−2} C ．(−2,2ln2−2) D ．(−2,2ln2−2]2.函数f(x)={a,x =1(12)|x−1|+1,x ≠1若关于x 的方程2f 2(x)−(2a +3)f(x)+3a =0有五个不同的实数解，则a的取值范围是（ ） A ．(1,2) B ．(1,32)∪(32,2) C ．[32,2) D ．(1,32)3.已知函数f (x )={x 2−1,x <1lnx x,x ≥1，若关于x 的方程[f (x )]2+(1−2m )f (x )−2m =0有4个不同的实数解，则实数m 的取值范围是（ ） A ．(13,1e )B ．(13,12e)C ．(0,1e)D ．(0,12e)【题型二】 一元二次复合型：根的分布型【典例分析】已知函数f (x )=xe x ，若关于x 的方程f 2(x )−m |f (x )|−2m 2=0 有三个不同的实数解，则m 的取值范围是（ ）A ．(0,12e )∪(−1e ,0)B ．(−1e ,12e )C ．(−1e ,1e )D ．(−∞,12e)【变式演练】1.已知函数f(x)=|1|x|−1|，若关于x 的方程f 2(x)+bf(x)+c =0恰有6个不同的实数解，则b,c 的取值情况不可能的是（ ） A ．−1<b <0，c =0 B ．1+b +c >0，c >0 C ．1+b +c <0，c >0 D ．1+b +c =0，0<c <12.设函数f(x)={3x +1,x ≤0|log 4x |,x >0若关于x 的方程f 2(x )−(a +2)f (x )+3=0恰好有六个不同的实数解，则实数a 的取值范围为 A ．(2√3－2，32]B ．(－2√3－2，2√3－2)C ．(32，＋∞)D ．(2√3－2，＋∞)3.设定义域为R 的函数f (x )={5|x−1|−1,x ≥0x 2+4x +4,x <0，若关于x 的方程f 2(x )−(2m +1)f (x )+m 2=0有7个不同的实数解，则m = A ．m =6 B ．m =2C ．m =6或2D ．m =−6【题型三】 一元二次复合型：参变分离与判别式、求根公式型【典例分析】已知f(x)=xlnx ，若关于x 的方程[f(x)]2+mf(x)−e 2+1=0恰有3个不同的实数解（e 为自然对数的底数），则实数m 的取值范围是（ ） A ．m <1e B ．m ≥−1e C ．m <−1e D ．m ≥1e【变式演练】1.已知函数f (x )=(x 2−3)e x ，设关于x 的方程f 2(x )−mf (x )−12e 2=0(m ∈R )有n 个不同的实数解，则n 的所有可能的值为（ ） A ．3 B ．1或3 C ．4或6D ．3或4或62.已知函数f(x)=x 2−3e x，若关于x 的方程[f(x)]2+tf(x)−12e 2=0(t ∈R)有m 个不同的实数解，则m 的所有可能的值构成的集合为______．3.已知22(0)()11(0)x x x f x x x ⎧-+⎪=⎨--<⎪⎩，关于x 的不等式22[()]()0f x af x b +-<有且只有一个整数解，则实数a 的最大值是____．【题型四】 一元二次复合型（老高考）：线性规划型【典例分析】已知函数f (x )={|−|x +1|+1|,x ≤0ln(ex)x+1,x >0，若方程[f (x )]2−mf (x )+n =0(n ≠0)有7个不同的实数解,则2m +3n 的取值范围（ ） A ．(2,6) B ．(6,9)C ．(2,12)D ．(4,13)【变式演练】1.已知函数f(x)={2x +1,x <0|12x 2−2x +1|,x ≥0 ，方程f 2(x)−af(x)+b =0(b ≠0)有六个不同的实数解，则3a +b 的取值范围是 A ．[6,11] B ．[3,11]C ．(6,11)D ．(3,11)2.已知函数f(x)={|lnx|,x >0x 2+4x +1,x ≤0 ，若关于x 的方程f(x)2−bf(x)+c =0(b,c ∈R)有8个不同的实数根，则b+c 的取值范围是（ ）A ．(−∞,3)B ．(0,3]C ．[0,3]D ．(0,3)【题型五】 一元二次复合型：函数性质综合型【典例分析】已知偶函数f(x)满足f(3+x)=f(3−x)，且当x ∈[0,3]时，f(x)=−x 2+2x +1，若关于x 的方程f 2(x)−tf(x)−3=0在[−150,150]上有300个解，则实数t 的取值范围是（ ） A ．(−2,12)B ．(−12,12)C ．(−2,+∞)D ．(−∞,12)【变式演练】1.已知函数f(x)是定义在[−100,100]的偶函数，且f(x +2)=f(x −2).当x ∈[0,2]时，f(x)=(x −2)e x ，若方程[f(x)]2−mf(x)+1=0有300个不同的实数根，则实数m 的取值范围为（ ） A ．(−e −1e ,−52)B ．[−e −1e ,−52]C ．(−∞,−2)D ．(−e −1e,−2)2.设max{p,q}表示p ，q 两者中较大的一个，已知定义在[0,2π]的函数f(x)=max{2sinx,2cosx}，满足关于x 的方程f 2(x)+(1−2m)f(x)+m 2−m =0有6个不同的解，则m 的取值范围为 A ．(−1,√2) B ．(1,1+√2) C ．(√2,2) D ．(1+√2,2√2)3.定义在R 上的函数f(x)满足f(−x)=f(x)，且当x ≥0时，f(x)={54sin π4x,0≤x ≤2,(12)x+1,x >2,若关于x 的方程f 2(x)+bf(x)+c =0（b ，c ∈R ）有且只有6个不同的实数根，则实数b 的取值范围是 A ．(−52,−94)∪(−94,−1)B ．(−52,−1)C ．(−52,−94)∪(−1,0) D ．(−94,−1)【题型六】 嵌套函数基础型【典例分析】定义域和值域均为[﹣a ，a ]（常数a ＞0）的函数y ＝f （x ）和y ＝g （x ）的图象如图所示，方程g [f （x ）]＝0解得个数不可能的是（ ）A ．1B ．2C ．3D ．4【变式演练】1.若f(x)和g(x)都是定义在R 上的函数，且方程f [g (x )]=x 有实数解，则下列式子中可以为g [f (x )]的是（ ） A ．x 2+2x B ．x +1 C ．e cosx D ．ln(|x|+1)2.已知两函数f(x)和g(x)都是定义在R 上的函数，且方程x −f(g(x))=0有实数解，则g(f(x))有可能是（ ） A ．x 2+1 B ．x 2+x +1 C ．x 2−x −1 D ．2x 2−x +13.若f(x)和g(x)是定义在实数集R 上的函数，且方程x −f[g(x)]=0有实数解，则g[f(x)]不可能是 A ．e x −1 B ．cosxC ．|x|+1D ．{x 2,x ≤0−lnx,x >0【题型七】 嵌套函数常规型：无参双坐标系换元转换法【典例分析】已知函数21,1()|ln(1),1x x f x x x -≤⎧=⎨-⎩，则方程(())1f f x =的根的个数为（ ） A ．7 B ．5 C ．3 D ．2【变式演练】1.已知定义在(0，+∞)上的单调函数f (x )满足对∀x ∈(0,+∞),f [f(x)−log 2x ]=3,则方程f(x)−f ′(x)=2的解所在区间是 A ．(0,12)B ．(12,1)C ．(1,2)D ．(2,3)2.已知函数f(x)={x 3−3x 2+3,x <2−4(x 2−5x +6),x ≥2，则函数f(f(x))的零点的个数为（ ）A ．6B ．7C ．8D ．9【题型八】 嵌套函数含参型：解析式含参【典例分析】已知,0()1lg ,0ax f x x x x ⎧≤⎪=-⎨⎪>⎩，若关于x 的方程[()]0f f x =仅有一解，则a 的取值范围是_______．【变式演练】 1.已知函数f (x )={x +2a,x ＜0x 2−ax,x ≥0，若关于x 的方程f(f (x ))=0有8个不同的实数解，则实数a 的取值可能是（ ） A ．8√2 B ．7√2 C ．6√2 D ．5√22.已知函数323,0()31,0x x t x f x x x ⎧-++≤=⎨->⎩，若函数(())y f f x =恰好有4个不同的零点，则实数t 的取值范围是________．3.已知0a >，设函数2(22),(02)(),(2)x a x x a f x ax x a ⎧-++<<+=⎨≥+⎩，存在0x 满足()()00f f x x =，且()00f x x ≠，则a的取值范围是______.【题型九】 嵌套函数含参型：参数在方程【典例分析】已知函数()()2221,2log 2,2x x x f x x x ⎧-++≤⎪=⎨->⎪⎩，则方程114f x a x ⎛⎫++= ⎪⎝⎭恰好有6个不同的解，则实数a 的取值范围为【变式演练】1.已知函数()221,0143,0x x f x x x x x ⎧+<⎪=-⎨⎪-+≥⎩，若方程11f x a x ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭恰有4个实根，则实数a 的取值范围是（ ）A ．()1,2-B ．5,24⎛⎫⎪⎝⎭C ．()51,0,24⎡⎫-⋃⎪⎢⎣⎭D ．()51,0,24⎛⎫-⋃ ⎪⎝⎭2.已知f(x)=x 2+xsinx, g(x)={12x +1,x ≤0lnx+x+1xe x,x >0，若f(g(x))−m =0有四个不同的解，则实数m 的取值集合为（ ） A ．(0,1+sin1] B ．(0,1] C ．{1,1+sin1} D ．{1+sin1}3.已知函数f (x )＝x ＋sin x ＋2x −12x +1，且方程f (|f (x )|－a )＝0有两个不同的实数根，则实数a 的取值范围是( )A ．[0，＋∞)B ．(0，＋∞)C ．[－1,2)D ．(－1,2)【题型十】 嵌套函数含参型：双函数型【典例分析】已知m R ∈，函数231,1()log (1),1x x f x x x ⎧+<=⎨->⎩，2()221g x x x m =-+-，若函数[()]y f g x m =-有4个零点，则实数m 的取值范围是______.【变式演练】1.设函数()()2210230x x f x x x g x x x x ⎧+>⎪=+=⎨⎪-+≤⎩，，，，，若函数()()()h x g f x a =-有六个不同的零点，则实数a 的取值范围为________．2.已知函数f (x )=e|x|−12，g (x )={12x +1,x ≤0(x −1)lnx,x >0若关于x 的方程g(f (x ))−m =0有四个不同的解，则实数m 的取值集合为（ ） A ．(0,ln22) B ．(ln22,1) C ．{ln22} D ．(0,1)3.已知函数f (x )＝x ＋sin x ＋2x −12x +1，且方程f (|f (x )|－a )＝0有两个不同的实数根，则实数a 的取值范围是( )A ．[0，＋∞)B ．(0，＋∞)C ．[－1,2)D ．(－1,2)4.已知λ∈R ，函数f(x)={|x +1|,x <0lgx,x >0，g(x)=x 2−4x +1+2λ，若关于x 的方程f(g(x))=λ有6个解，则λ的取值范围是（ ） A ．(0,23)B ．(12,23)C ．(25,12)D ．(0,25)【题型十一】嵌套函数双复合型【典例分析】已知函数f (x )={2x (x ≤1)|log 2(x −1)|(x >1) ,则函数F (x )=f [f (x )]−f (x )−1的零点个数是( ） A ．7 B ．6 C ．5 D ．4【变式演练】1.已知函数f(x)={2x +22,x ≤1|log 2(x −1)|,x >1，则函数f(x)=f [f(x)]−2f(x)−32的零点个数是（ ））A ．4B ．5C ．6D ．72.已知函数1,0()ln ,0x f x xx x x ⎧-<⎪=⎨⎪>⎩，则方程(())()10ef f x f x +-=（e 是自然对数的底数）的实根个数为__________.【课后练习】1.已知函数f(x)={x 2−1,x <1lnx x,x ≥1，若关于x 的方程2[f(x)]2+(1−2m)f(x)−m =0有5个不同的实数解，则实数m 的取值范围是（ ） A ．(0,1e )B ．[0,1e)C ．(−1,1e)D ．{−1,1e}2.已知函数f(x)={e x ,x ≤0x 3−6x 2+9x +1,x >0 ，若方程[f(x)]2−(m +1)f(x)+m =0恰有5个不同的实数解，则实数m 的取值范围为（ ） A ．(1,5) B ．(1,5)∪(5,9)C ．(1,5]D ．(0,1)∪{5}3.设函数f(x)={3x +1，x ≤0|log 4x |，x >0,若关于x 的方程f 2(x)−(a +2)f(x)+3=0恰好有六个不同的实数解,则实数a 的取值范围为 A ．(−2√3−2，2√3−2) B ．(2√3−2，32]C ．[32,+∞)D ．(2√3−2,+∞)4.已知函数f (x )=|2x −1|，且关于x 的方程[f (x )]2−af (x )+1=0有3个不同的实数解，则a 的取值范围为______．5.函数f (x )={−lnx,x ∈(0,1]|(12)x−1−1|,(x ∈1,+∞)，关于x 的方程2[f (x )]2−4mf (x )+5m −2=0）有4个不同的实数解，则m 的取值范围是______．6.已知函数f (x )={2xx 2+3,x ≤0x 3,x >0，若关于x 的方程|f (x )−a |+|f (x )−a −1|=1有且仅有三个不同的整数解，则实数a 的取值范围是（ ） A ．[−32,−2719)B ．[0,8]C ．[−47,−1819)D ．(−12,0]7.定义域和值域均为[−a,a ]（常数a >0）的函数y =f (x )和y =g (x )图象如图所示，给出下列四个命题，那么，其中正确命题是（ ）A ．方程f [g (x )]=0有且仅有三个解B ．方程g [f (x )]=0有且仅有三个解C ．方程f [f (x )]=0有且仅有九个解D ．方程g [g (x )]=0有且仅有一个解8.已知函数f(x)=−x 2+bx +c ，则“f (f (b2))>0”是“方程f(x)=0有两个不同实数解且方程f(f(x))=0恰有两个不同实数解”的（ ） A ．充要条件 B ．充分不必要条件 C ．必要不充分条件 D ．既不充分也不必要条件9.已知定义在()0+∞，上的单调函数()f x ，若对任意()0x ∈+∞，都有()12log 3f f x x ⎛⎫+= ⎪⎝⎭，则方程()2f x x =_______．10.已知函数31,0()log ,0kx x f x x x +≤⎧=⎨>⎩，下列关于函数[]1()2y f f x=-零点个数的四个判断，正确的是___________. ）当0k >时，有3个零点；11 / 11 ）当0k <时，有2个零点；）当0k >时，有4个零点；）当0k <时，有1个零点.11.函数f(x)={e x +ax+a x+1,x >−1x 2+4x +3,x ≤−1，则关于x 的方程f [f (x )]=0的实数解最多有（ ） A ．7个B ．10个C ．12个D ．15个12. f(x)是定义在（0，＋∞）上单调函数，且对∀x ∈(0,+∞)，都有f(f(x)−lnx)=e +1，则方程f(x)−f′(x)=e 的实数解所在的区间是A ．（0，1e ）B ．（1e ，1）C ．（1，e ）D ．（e ，3）。
复合bessel函数零点数值计算方法及分布规律
复合bessel函数零点数值计算方法及分布规律1概述复合bessel函数是指多个bessel函数函数之和，它在物理学中有广泛应用，下面给出一种特殊情况下的复合bessel函数零点数值计算方法及分布规律。
2复合bessel函数零点数值计算方法复合Bessel函数的零点的计算要比Bessel函数的零点的计算更复杂，主要利用牛顿迭代法来计算，下面给出其步骤：（1）给定初始值x0，计算计算f(x0)和f'(x0)；（2）计算xi+1=xi-f(xi)/f'(xi);（3）如果f(xi+1)小于一定的误差，则xi+1就是复合bessel函数的零点，否则将xi+1取为新的初始值，重复（1）和（2），得到初始迭代值；（4）更新xi+1，使f(xi+1)小于设定的小量，则xi+1就是复合bessel函数的零点。
3复合bessel函数的零点的分布规律根据统计学的研究，复合Bessel函数的零点的分布规律主要有以下几条：（1）对于复合Bessel函数，无论是正零点还是负零点，等分零点都呈现线性分布；（2）复合Bessel函数中正零点必定数量多于负零点；（3）复合Bessel函数零点会随函数计算值自变量改变而改变，相应零点的值也会有变化；（4）复合Bessel函数的零点随着正负零点的数量的增多而发生变化，但零点数量要比正零点数量多；（5）复合Bessel函数的零点会变得平均分布，无论是正零点还是负零点，零点的距离的差异都会降低；（6）复合Bessel函数的零点距离会更稳定，每次迭代都会有一定的变化，但不会出现明显波动。
4结论复合Bessel函数零点数值计算方法是牛顿迭代法，其零点的分布规律主要有正零点数量多于负零点，随着函数自变量的变化零点的值也会变，零点数量会随着正负零点的增多而变化，零点呈现线性分布，分布趋于平均，距离越来越稳定等。
函数零点问题的题型归类及解题策略
函数零点问题的题型归类及解题策略一、函数零点问题的题型归类在数学中，函数零点问题是一个常见的题型，通常是要求求出一个函数的零点或根。
根据不同的函数形式和解法，可以将这些题型分为以下几类：1. 多项式函数的零点问题：多项式函数是指由一系列单项式相加或相减而成的函数，例如f(x) = 2x^3 - 3x^2 + 4x - 5就是一个三次多项式函数。
对于多项式函数而言，求解它的零点通常使用因式分解、配方法、牛顿迭代法等方法。
2. 三角函数的零点问题：三角函数包括正弦、余弦、正切等等，例如f(x) = sin(x) - x就是一个三角函数。
对于三角函数而言，求解它的零点通常使用周期性、奇偶性等特征来进行简化。
3. 指数和对数函数的零点问题：指数和对数函数包括指数、自然对数等等，例如f(x) = e^x - x就是一个指数和对数函数。
对于指数和对数函数而言，求解它们的零点通常需要使用到特殊技巧如换底公式、取对数等方法。
4. 分段定义的复合函数的零点问题：分段定义的复合函数是指一个函数在不同的区间内采用不同的定义方式，例如f(x) = {x^2 + 1, x < 0; x - 1, x >= 0}就是一个分段定义的复合函数。
对于这类函数，求解它们的零点通常需要将其分成不同的部分进行讨论。
二、解题策略针对以上不同类型的函数零点问题，我们可以采用以下几种解题策略：1. 因式分解法因式分解法是一种常见的求多项式函数零点的方法。
对于一个多项式函数f(x)，我们可以先将其进行因式分解，然后再求出每个因子的零点。
例如f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x可以写成f(x) = x(x-1)(x-2)，然后再求出每个因子的零点即可得到f(x)在实数范围内所有的零点。
2. 配方法配方法也是一种常见的求多项式函数零点的方法。
对于一个二次或三次多项式函数，我们可以通过配方将其转化为完全平方或完全立方形式，然后再根据完全平方或完全立方公式来求解它们的零点。
28复合函数的零点问题
复合函数方程有解或根的个数问题类型一、(())=k f g x 或(())=k g f x方法：设()=t g x ，则()=k g t ，由()=k g t 求出t 的值或范围，然后结合图象由=y t 和y ()=g x 的交点个数即可。
例1（2019甘肃二诊文12）函数y ＝f （x ）的图象关于直线x ＝2对称，如图所示，则方程（f（x ））2﹣5f （x ）+6＝0的所有根之和为（ ）A ．8B ．6C ．4D ．2例2.已知函数)(x f ，x ∈[﹣2，2]的图象如图，y ＝g （x ）的图象如图，若函数y ＝f （g （x ））与y ＝g （f （x ））的零点个数分别为m ，n ，则m +n 的值是（ ）A ．5B ．6C ．9D ．12例3.已知函数()2,04sin ,0π⎧≤=⎨<≤⎩x x f x x x ，则集合{|(())0}==M x f f x 中元素的个数是（ ） A ．2 B ．3 C ．4 D ．5例4．（2009•福建）函数2()(0)f x ax bx c a =++≠的图象关于直线2b x a=-对称．据此可推测，对任意的非零实数a ，b ，c ，m ，n ，p ，关于x 的方程2[()]()0m f x nf x p ++=的解集都不可能是( )A ．{1，2}B ．{1，4}C ．{1，2，3，4}D ．{1，4，16，64}例5.已知函数()243f x x x =-+，若方程()()20f x bf x c ++=⎡⎤⎣⎦恰有七个不相同的实根，则实数b 的取值范围是（ ）A ．()2,0-B ．()2,1--C ．()0,1D ．()0,2巩固练习：1.（1）已知函数()24=-f x x x ，若方程()()2-32=0+⎡⎤⎣⎦f x f x 的实根个数，（2）已知函数()24=-f x x x ，若方程()()22-32=0+⎡⎤⎣⎦f x af x a 的实根个数， 2.已知函数()y f x =和()y g x =在[]2,2-的图像如下，给出下列四个命题：（1）方程()0f g x =⎡⎤⎣⎦有且只有6个根 （2）方程()0g f x =⎡⎤⎣⎦有且只有3个根（3）方程()0f f x =⎡⎤⎣⎦有且只有5个根（4）方程()0g g x =⎡⎤⎣⎦有且只有4个根 则正确命题的个数是（ ）A ．1B ．2C ．3D ．43.设集合A=[0,1),B=[1,2],已知函数⎩⎨⎧∈-∈+=B x x A x x x f ,241)(，,若A x ∈0且A x f f ∈))((0，则0x 的取值范围是（ ）A. ]2141，（B.]121，（C. )2141，（ D .），（1214．（2019•西湖区校级模拟）函数||()(0,1)x b f x a a a -=>≠的图象关于直线x b =对称，据此可推测，对于任意的非零实数a ，b ，m ，n ，p ，关于x 的方程2[()]()0m f x nf x p ++=的解集不可能是( )A ．{1，2}B ．{1，4}C ．{1，2，3，4}D ．{1，4，16，64}5．（2015•南充模拟）已知函数1||,0()0,0x x f x x x ⎧+≠⎪=⎨⎪=⎩，则关于x 的方程2()()0f x bf x c ++=有5个不同实数解的充要条件是( )A ．2b <-且0c >B ．2b >-且0c <C ．2b <-且0c =D ．2b -且0c =6．（2005•上海）设定义域为R 的函数||1||,1()0,1lg x x f x x -≠⎧=⎨=⎩，则关于x 的方程2()()0f x bf x c ++=有7个不同的实数解得充要条件是( )A ．0b <且0c >B ．0b >且0c <C ．0b <且0c =D ．0b 且0c =7．（2018•长安区二模）已知函数11,1|1|()3,1x x f x x ⎧+≠⎪-=⎨⎪=⎩关于x 的方程2()()0f x bf x c ++=有3个不同的实数解1x ，2x ，3x ，则123(())f f x x x ++的值为( )A ．12B ．32C ．2D ．38．（2015秋•上海校级月考）设定义域为R 的函数1(1)|1|()1(1)x x f x x ⎧≠⎪-=⎨⎪=⎩，若关于x 的方程2()()0f x bf x c ++=有5个不同的实数解，则b c +值为( )A ．0B ．1C ．1-D ．不能确定9．（2014•泉州模拟）设定义在R 上的函数1,3|3|()1,3x x f x x ⎧≠⎪-=⎨⎪=⎩，若关于x 的方程2()()0f x af x b ++=有5个不同实数解，则实数a 的取值范围是( )A ．(0,1)B ．(,1)-∞-C ．(1,)+∞D ．(-∞，2)(2--⋃，1)-10．（2011•柳州一模）设函数22,0()21,0x x f x x x x ⎧=⎨-+>⎩若关于x 的方程2()()f x af x =恰有三个不同的实数解，则实数a 的取值范围为( )A ．(,0)-∞B ．(0,1)C ．[0，1]D ．(1,)+∞11．（2018秋•青羊区校级期中）设函数22,0()log ,0x x f x x x ⎧⎪=⎨>⎪⎩若关于x 的方程2(())([()]1)0f x a f x --=恰有四个不同的实数解，则实数a 的取值范围为( )A ．(0,1)B ．(-∞，0)(1⋃，)+∞C ．(-∞，0](1,)+∞D ．(-∞，1)(1--⋃，0](1,)+∞12．（2013秋•青羊区校级期中）已知函数1,0(),0x x f x lnx x +⎧=⎨>⎩，则函数[()1]y f f x =+的零点个数( ) A ．2 B ．3 C ．4 D ．513．（2012•荆州模拟）已知()f x 为偶函数，当0x 时，2()(1)1f x x =--+，满足[f f （a ）1]2=的实数a 的个数为( )A ．2B ．4C ．6D ．814．（2019•陕西二模）已知函数2,0()(1),0x e x f x x x ⎧=⎨->⎩，又函数2()()()1()g x f x tf x t R =++∈有4个不同的零点，则实数t 的取值范围是( )A ．(,2)-∞-B ．(2,)+∞C ．(2,2)-D ．(2,4)15．（2019•长沙一模）已知()|1|1x f x e =-+，若函数2()[()](2)()2g x f x a f x a =+--有三个零点，则实数a 的取值范围是( )A ．(2,1)--B ．(1,0)-C ．(0,1)D ．(1,2)16．（2016•绍兴二模）已知函数21,0()21,0x x f x x x x +⎧=⎨-+>⎩，若关于x 的方程2()()0f x af x -=恰有5个不同的实数解，则a 的取值范围是 ．17．（2011•鼓楼区校级模拟）设定义在R 上的函数1,1|1|()1, 1.x x f x x ⎧≠⎪-=⎨⎪=⎩若关于x 的方程2()()0f x bf x c ++=有3个不同的实数解1x ，2x ，3x ，则123x x x ++= ．18．（2011•重庆模拟）已知函数()||3f x x =-，关于x 的方程2()4|()|0f x f x k -+=恰有8个不同的实根，则实数k 的取值范围是 ．19．（2015•上海二模）设定义域为R 的函数，若关于x 的函数2||,0()2,0lgx x f x x x x >⎧=⎨--⎩，若关于x 的函数22()2()1y f x bf x =++有8个不同的零点，则实数b 的取值范围是 ．。
专题03 函数与方程和零点问题与嵌套函数(解析版)
专题03 函数与方程和零点问题与嵌套函数一、重点题型目录【题型】一、零点存在定理法判断函数零点所在区间 【题型】二、方程法判断函数零点个数 【题型】三、数形结合法判断函数零点个数 【题型】四、转化法判断函数零点个数 【题型】五、利用函数的零点或方程有根求参数 【题型】六、利用函数的交点或交点个数求参数 【题型】七、一元二次不等式恒成立问题 【题型】八、一元二次不等式能成立问题 二、题型讲解总结【题型】一、零点存在定理法判断函数零点所在区间例1．（2023·全国·高三专题练习）函数()2ln 1f x x x =--的零点所在的区间是（ ）A ．()1,2B ．()2,3C ．()3,4D ．()4,5【答案】B【分析】利用零点存在性定理求解即可 【详解】函数()2ln 1f x x x =--在()1,+∞ 上单调递增，且在()1,+∞上连续. 因为()22ln 2ln 22021f =-=-<-，()23ln 3ln 31031f =-=->-， 所以()()230f f <，所以函数的零点所在的区间是()2,3. 故选：B例2．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()f x 的定义域为(0,)+∞，对任意,()0x ∈+∞，都有()2()log 20f f x x -=．现已知()()17f a f a +'=，那么（ ） A ．(1,1.5)a ∈ B ．(1.5,2)a ∈C ．(2,2.5)a ∈D ．(2.5,3)a ∈【答案】D【分析】先由()2()log 20f f x x -=求出2()16log f x x =+，再由()()17f a f a +'=得到21log 10ln 2a a --=，结合单调性和零点存在定理进行判断即可. 【详解】不妨设2()log f x x m -=，则()20f m =，所以2log 2016m m m +=⇒=，得2()16log f x x =+，1()ln 2f x x '=，因为()()17f a f a +'=，所以21log 10ln 2a a --=．令21()log 1ln 2g a a a =--，易得()g a 在(0,)+∞上单调递增，因为227ln118(3)log 3103ln 23ln 2g -=--=>，52531255ln 2ln 25ln 21ln 42410244(2.5)log 2.5102.5ln 25ln 25ln 25ln 25ln 2g ⎛⎫--- ⎪-⎝⎭=--===<<， 由零点存在定理知：(2.5,3)a ∈. 故选：D ．例3．（2023·全国·高三专题练习）已知()=ln f x x ，()e xg x =，若()()f s g t =，则当s t -取得最小值时，()g t 所在区间是（ ） A ．11,3e ⎛⎫ ⎪⎝⎭B ．11,e 2⎛⎫ ⎪⎝⎭C ．()ln 2,1D ．1,ln 22⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】D【分析】由已知条件构造函数()e ln ah a a =-，利用导数求出最值，由零点存在性定理验证001e 0a a -=的根的范围即可. 【详解】令()()f s g t a ==，即e ln 0t s a ==>， ∴ln t a =，e a s =， ∴e ln (0)a s t a a -=->，令()e ln ah a a =-，则()1e a h a a'=-，令()1e am a a =-，则()21e a m a a '=+， ∴()m a 在()0,∞+上单调递增，且()1e 10m =->，1202m ⎛⎫=< ⎪⎝⎭∴存在唯一0a a =使得()0h a '=，当00a a <<时，1e a a <， ()0h a '<，当0a a >时，1e aa>， ()0h a '>，∴()0()min h h a a =，即s t -取得最小值时，0()f s a a ==，由零点的存在定理验证01e 0aa -=的根的范围，当012a =时，001e 0a a -<，当0ln2a =时，001e 0aa ->，故01(,ln 2)2a ∈， 故选：D ．例4．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()()2e 0-=->x af x x a 有两个极值点1x 和2x ，且12x x <，则下列结论正确的是（ ）A ．101x <<B ．2101xx e << C ．()101f x << D ．()1ln 2,a ∈-+∞【答案】ACD 【分析】函数()()2e0-=->x af x x a 有两个极值点1x 和2x ，令()0f x '=，则e2e =xa x判断函数()e x g x x =的单调性，由题知()e xg x x=与2e =a y 有两个交点，借助图像求出a 的取值范围，判断D ；再根据零点存在性定理判断A ；又根据11e 2-=x ax ，求出()1f x 的取值范围，判断C ；由()()1200f x f x ⎧'=='⎪⎨⎪⎩，得2112e e x xx x =，由于101x <<，21x >，所以12e 1>x x ，从而判断B.【详解】已知()2e -=-x a f x x ，则()e 2-'=-x af x x ，令()0f x '=，则e2e =xa x考虑函数()e xg x x =，则()()2e 1x x g x x-'=， 当(),0x ∈-∞时，()0g x '<，即()g x 在(),0∞-上单调递减； 当()0,1x ∈时，()0g x '<，即()g x 在()0,1上单调递减； 当()1,x ∈+∞时，()0g x '>，即()g x 在()1,+∞上单调递增； 故()g x 的图象大致如图：依题意，若()f x 有两个极值点，则2e e >a ，即1ln 2a >-，因此选项D 正确； 由图易知，101x <<，21x >，故选项A 正确； 又11e 2-=x ax ，故()()122211111e 211-=-=-=--x a f x x x x x ，因为101x <<，所以()101f x <<，故选项C 正确； 因为()()1200f x f x ⎧'=='⎪⎨⎪⎩，即1212e 2e 2x a x a x x --⎧=⎨=⎩，故1212e e =x x x x ，即2112e e x xx x =. 由于101x <<，21x >，所以12e 1>x x ，从而21e 1>xx ，故选项B 错误.故答案为：ACD.【题型】二、方程法判断函数零点个数例5．（2023·全国·高三专题练习）关于函数()ln ||ln |2|f x x x =+-有下述四个结论： ∴()f x 的图象关于直线1x =对称 ∴()f x 在区间(2,)+∞单调递减 ∴()f x 的极大值为0 ∴()f x 有3个零点 其中所有正确结论的编号为（ ） A ．∴∴ B ．∴∴ C ．∴∴∴ D ．∴∴∴【答案】D【分析】根据给定函数，计算(2)-f x 判断∴；探讨()f x 在(2,)+∞上单调性判断∴；探讨()f x 在(0,1)和(1,2)上单调性判断∴；求出()f x 的零点判断∴作答.【详解】函数()ln ||ln |2|f x x x =+-的定义域为(,0)(0,2)(2,)-∞⋃⋃+∞， 对于∴，(,0)(0,2)(2,)x ∈-∞⋃⋃+∞，则2(,0)(0,2)(2,)x -∈-∞⋃⋃+∞， (2)ln |2|ln ||()f x x x f x -=-+=，()f x 的图象关于直线1x =对称，∴正确；对于∴，当2x >时，()ln ln(2)f x x x =+-，()f x 在(2,)+∞单调递增，∴不正确； 对于∴，当0x <时，()ln()ln(2)f x x x =-+-，()f x 在(,0)-∞单调递减，当02x <<时，2()ln ln(2)ln[(1)1]f x x x x =+-=--+，()f x 在(0,1)上单调递增，在(1,2)上单调递减，又()f x 在(2,)+∞单调递增，因此()f x 在1x =处取极大值(1)0f =，∴正确；对于∴，由()0f x =得：2|2|1x x -=，即2210x x --=或2210x x -+=，解得1x =1x =，于是得()f x 有3个零点，∴正确， 所以所有正确结论的编号为∴∴∴. 故选：D【点睛】结论点睛：函数()y f x =的定义域为D ，x D ∀∈，存在常数a 使得()(2)()()f x f a x f a x f a x =-⇔+=-，则函数()y f x =图象关于直线x a =对称.例6．（2023·全国·高三专题练习）若()f x 为奇函数，且0x 是()2e x y f x =-的一个零点，则0x -一定是下列哪个函数的零点（ ） A ．()e 2x y f x -=-- B ．()e 2x y f x =+ C ．()e 2x y f x =- D ．()e 2x y f x =-+【答案】B【分析】根据()f x 是奇函数可得()()f x f x -=-，因为0x 是()2e =-xy f x 的一个零点，代入得()002e xf x =，利用这个等式对A 、B 、C 、D 四个选项进行一一判断可得答案.【详解】()f x 是奇函数，()()f x f x ∴-=-且0x 是()2e =-xy f x 的一个零点， 所以()002e xf x =，把0x -分别代入下面四个选项，对于A ，()()0020e e 222-=-x x f x ，不一定为0，故A 错误；对于B ，()()0000e 2e x xf x f x ---+=-0012e e 20x x -+=-⋅⋅+=，所以0x -是函数()e 2x y f x =+的零点，故B 正确；对于C ，()000224e 2e ---=--=-x f x ，故C 不正确；对于D ，()0000e 22e e +24--+==x x x f x ，故D 不正确；故选：B.例7．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()cos 2cos f x x x =+，且[]0,2πx ∈，则()f x 的零点个数为（ ） A ．1个 B ．2个C ．3个D ．4个【答案】C【分析】解三角方程求得()f x 的零点即可解决【详解】由()()2cos 2cos 2cos cos 1cos 12cos 10x x x x x x +=+-=+-=可得cos 1x =-或1cos 2x =，又[]0,2πx ∈，则πx =，或π3x =，或5π3x =则()f x 的零点个数为3 故选：C例8．（2023·全国·高三专题练习）()f x 是定义在R 上的以3为周期的奇函数，且()20f =，则方程()0f x =在区间[]6,6-内解的个数的最小值是_______. 【答案】13【分析】根据函数周期性和奇偶性的性质，进行递推即可． 【详解】()f x 是定义在R 上的以3为周期的奇函数，()()3f x f x ∴+=，且()()f x f x -=-，则()00f =，则()()()()()()36600330f f f f f f ==-==-=-=，，()20f =，()()()()514050f f f f ∴=-=-=-=，， ()10f =，()40f =，()20f -=，方程的解至少有0，3，6，6-，3-，2，5，5-，2-，1-，1，4，4-，共13个． 故答案为：13【题型】三、数形结合法判断函数零点个数例9．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()33f x x x =-，则函数()()h x f f x c =-⎡⎤⎣⎦，[]2,2c ∈-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()t f x =，求导分析()33f x x x =-的最值与极值，画出图形，再分析()f t c =与()t f x =的根的范围与个数即可【详解】设()t f x =，则由()()0h x f f x c =-=⎡⎤⎣⎦， 得()f f x c =⎡⎤⎣⎦，即()f t c =，()t f x = 又()()()233311f x x x x '=-=-+， 由0fx得1x <-或1x >，此时函数单调递增，由()0f x '<得11x -<<，此时函数单调递减，即函数在=1x -处取得极大值()()()311312f -=--⨯-=，函数在1x =处取得极小值()311312f =-⨯=-，又由()()()322322f -=--⨯-=-，()322322f =-⨯=可得图象：若()f t c =，()2,2c ∈-，则方程有三个解， 满足121t -<<-，211t -<<，312t <<， 则当121t -<<-时，方程()t f x =，有3个根， 当211t -<<时，方程()t f x =，有3个根， 当312t <<时，方程()t f x =，有3个根，此时共有9个根，若()f t c =，2c =，则方程有两个解， 满足11t =-，22t =，则当11t =-时，方程()t f x =，有3个根， 当22t =，有2个根， 此时共有5个根，同理()f t c =，2c =-，也共有5个根 故选：D ．例10．（2023·全国·高三专题练习）若定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x ＋2)＝f (x )，且当x ∴[0,1]时，f (x )＝x ，则函数y ＝f (x )－log 3|x |的零点个数是（ ） A ．1 B ．2C ．3D ．4【答案】D【分析】由题意知，f (x )是周期为2的偶函数，将函数零点转化为求两个函数图象交点的个数即可，作出图象观察得出结论.【详解】由题意知，f (x )是周期为2的偶函数．在同一坐标系内作出函数y ＝f (x )及y ＝log 3|x |的图象，如下：观察图象可以发现它们有4个交点， 即函数y ＝f (x )－log 3|x |有4个零点． 故选：D.例11．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()()e 2,1ln 1,1xx f x x x -⎧-≤⎪=⎨->⎪⎩，则函数()()()21g x f f x f x =-+⎡⎤⎣⎦的零点个数是（ ）A ．4B ．5C ．6D ．7【答案】B【分析】令()t f x =，()0g x =，则()21f t t =-，分别作出函数()y f t =和直线21y t =-的图象，得到10t =，212t <<，再分别作出函数()y f x =和直线y t =的图象，得到方程()0f x =和方程()2t f x =的根的个数，进而得到函数()()()21g x f f x f x =-+⎡⎤⎣⎦的零点个数. 【详解】令()t f x =，()0g x =，则()210f t t -+=，即()21f t t =-， 分别作出函数()y f t =和直线21y t =-的图象，如图所示，由图象可得有两个交点，横坐标设为1t ，2t ， 则10t =，212t <<，对于()t f x =，分别作出函数()y f x =和直线2y t =的图象，如图所示，由图象可得，当()10f x t ==时，即方程()0f x =有两个不相等的根， 当()2t f x =时，函数()y f x =和直线2y t =有三个交点， 即方程()2t f x =有三个不相等的根，综上可得()0g x =的实根个数为5，即函数()()()21g x f f x f x =-+⎡⎤⎣⎦的零点个数是5. 故选：B.例12．（2023·上海·高三专题练习）对于给定的正整数n （n ≥2），定义在区间[0，n ]上的函数y ＝f （x ）满足：当01x ≤≤时，2()2f x x x =-+，且对任意的x ∴[1，n ]，都成立f （x ）＝f （x ﹣1）+1．若与n 有关的实数kn 使得方程f （x ）＝knx 在区间[n ﹣1，n ]上有且仅有一个实数解，则关于x 的方程f （x ）＝knx 的实数解的个数为____． 【答案】2n ﹣1##12-+n【分析】数形结合，画出y ＝f （x ）在区间[0，n ]上的图象，根据y ＝knx 与y ＝f （x ）的图象交点分析即可．【详解】由题意，画出y ＝f （x ）在区间[0，1]上的图象， 又对任意的[1，n ]，都成立f （x ）＝f （x ﹣1）+1．可理解为区间[n ﹣1，n ]的图象由区间[n ﹣2，n ﹣1]的图象向右平移一个单位所得， 即可画出y ＝f （x ）在区间[0，n ]上的图象，如图所示，故若与n 有关的实数kn 使得方程f （x ）＝knx 在区间[n ﹣1，n ]上有且仅有一个实数解， 则y ＝knx 与y ＝f （x ）在区间[n ﹣1，n ]上的图象相切，且易得y ＝f （x ）的图象在y ＝x 与区间[0，1]，[1，2]，[2，3]，∴[n ﹣1，n ]上的公切线之间， 故y ＝knx 与y ＝f （x ）在区间[0，1]，[1，2]，[2，3]，∴[n ﹣1，n ]上均有2个交点， 故关于x 的方程f （x ）＝knx 的实数解的个数为2（n ﹣1）+1＝2n ﹣1个． 故答案为：2n ﹣1．【题型】四、转化法判断函数零点个数例13．（2022·全国·高三专题练习）已知()f x 的定义域为[)0,∞+，且满足()[)()[)1,0,121,1,xe xf x f x x ⎧-∈⎪=⎨-∈+∞⎪⎩，若()()g x f x π=-，则()g x 在[]0,10内的零点个数为（ ） A ．8 B ．9 C ．10 D ．11【答案】B【分析】求出函数()f x 在区间[)(),109,n n n n N +≤≤∈值域及单调性，由此可得出结论.【详解】当[)0,1x ∈时，()[)10,1xf x e e =-∈-，当[)1,2x ∈时，[)10,1x -∈，则()()[)210,22f x f x e =-∈-，当[)2,3x ∈时，[)20,1x -∈，则()()()[)21420,44f x f x f x e =-=-∈-，以此类推，当[)(),109,x n n n n N ∈+≤≤∈时，()()())20,21n nf x f x n e ⎡=-=-⎣，且函数()f x 在区间[)(),109,n n n n N +≤≤∈上为增函数，122e e π-<<-，所以，函数()g x 在区间[)(),119,n n n n N +≤≤∈上有且只有一个零点，且()()()101010200g f f ππ=-=-<，因此，()g x 在[]0,10内的零点个数为9. 故选：B.【点睛】方法点睛：判定函数()f x 的零点个数的常用方法：（1）直接法：直接求解函数对应方程的根，得到方程的根，即可得出结果；（2）数形结合法：先令()0f x =，将函数()f x 的零点个数，转化为对应方程的根，进而转化为两个函数图象的交点个数，结合图象，即可得出结果. 例14．（2022·全国·高三专题练习（文））已知函数()()3log 911x f x x+=-，下列说法正确的是（ ）A ．()f x 既不是奇函数也不是偶函数B ．()f x 的图象与sin y x =有无数个交点C ．()f x 的图象与2y =只有一个交点D ．()()21f f -<- 【答案】C【分析】A 根据函数奇偶性的定义即可判断()f x 的奇偶性；B 利用放缩法，当0x >易证()1f x >，由奇函数的对称性知0x <时()1f x <-，即可知()f x 与sin y x =的交点情况；C ：由()2f x =变形可得112713xx⎛⎫+= ⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪⎝⎭，设()11327xxg x ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭只需判断()1g x =解得个数即可；D 根据函数解析式求出()()2,1f f --比较大小即可. 【详解】A ：()f x 定义域为{|0}x x ≠且()()()()()()333391log log 91log 91log 9191120x x x x x f x f x x x x x -⎛⎫+ ⎪+++⎝⎭-+=-+-=--=-，故()f x 为奇函数，错误；B ：当0x >时有()3log 91211xf x x>-=-=，又()f x 为奇函数，则当0x <时，()1f x <-，即在R 上()f x ∈()(),11,-∞-⋃+∞，则()f x 的图象与sin y x =没有交点，错误， C ：若()2f x =，则有()3log 9112x x+-=，即()3log 913x x +=，变形得9127x x+=，即112713x x⎛⎫+= ⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪⎝⎭， 设()11327xxg x ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，则()g x 为减函数且其值域为0,，则()1g x =有且只有一个解，即()f x 的图象与2y =只有一个交点，正确，D ：()()2333182log 1log 2log 918181211222f -⎛⎫⎛⎫++ ⎪+ ⎪⎝⎭-=-=--=- ⎪- ⎪⎝⎭3182log 29=-⨯3log =-，而()333110101log 11log 1log 993f ⎛⎫⎛⎫-=-+-=-+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，则有()()21f f ->-，错误.故选：C.【点睛】关键点点睛：A 利用奇偶性定义判断函数的奇偶性，B 放缩法及奇函数的对称性，结合正弦函数的性质判断交点情况，C 将交点问题，通过恒等变形转化为方程是否有解的问题，D 通过函数解析式求函数值，进而比较大小.例15．（2022·全国·高三专题练习）高斯被人认为是历史上最重要的数学家之一，并享有“数学王子”之称.有这样一个函数就是以他名字命名的：设x ∈R ，用[]x 表示不超过x 的最大整数，则()[]f x x =称为高斯函数，又称为取整函数.如：(2.3)2f =，( 3.3)4f -=-.则下列结论正确的是（ ）A ．函数()f x 是R 上的单调递增函数B ．函数2()()3g x f x x =-有2个零点 C ．()f x 是R 上的奇函数D ．对于任意实数,a b ，都有()()()f a f b f a b +≤+ 【答案】BD【分析】对于AC ，举例判断，对于B ，利用取整函数和零点的定义判断即可，对于D ，定义{}[]a a a -=这样一个函数，就会有{}10a >≥，然后结合高斯函数的定义判断即可 【详解】对于A ，(1.1)1f =，(1.2)1f =，(1.1)(1.2)f f =，()f x ∴在R 上不是单调增函数，所以A 错.对于B ，由()[]f x x =，可得1()x f x x -<≤，所以1()33x xg x -<≤，若函数()g x 要有零点，则1033x x -<≤，得[0,3)x ∈，因为()g x 要想为0，必须23x 也为整数，在这个范围内，只有30,2x x ==两个点，所以B 正确， 对于C ，(1.1)1f =，( 1.1)2(1.1)f f -=-≠-，()f x ∴不是奇函数，所以C 错， 对于D ，如果我们定义{}[]a a a -=这样一个函数，就会有{}10a >≥，同时有{}{}{}{}()([][])[[][]]f a b f a b a b a b a b +=+++=+++，当{}{}1a b +≥时，会有()[][]()()f a b a b f a f b +=+=+，当{}{}01a b <+<时，()[][]()()f a b a b f a f b +>+=+，所以D 正确，故选：BD.【题型】五、利用函数的零点或方程有根求参数例16．（2023·全国·高三专题练习）函数f (x )＝ax 2－x －1有且仅有一个零点，则实数a 的值为（ ）A ．－14B ．0C ．14D ．0或－14【答案】D【分析】通过a 是否为0，然后求解函数的零点即可．【详解】解：当0a =时，函数()1f x x =--仅有一个零点，满足题意；当0a ≠时，函数2()1f x ax x =--仅有一个零点，可得140a ∆=+=，解得14a =-．故选：D例17．（2023·全国·高三专题练习）已知函数1,1()1()1,12x a x f x x -=⎧⎪=⎨+≠⎪⎩，若方程22()(23)()30-++=f x a f x a 有5个不同的实数解，则a 的范围是（ ）A ．33(1,)(,2)22⋃B ．(1,2)(2,3)C ．(1,)+∞D ．(1,3)【答案】A【分析】解方程22()(23)()30-++=f x a f x a 得()f x a =或3()2f x =，根据a 的取值分类讨论即可.【详解】方程22()(23)()30-++=f x a f x a ，解得()f x a =或3()2f x =， 若32a =，13,132()12()1,12x x f x x -⎧=⎪⎪==⎨⎪+≠⎪⎩， 解得1x =或0或2，不符合题意，所以32a ≠， 由3()2f x =，可得原方程有3个不等实根1x =或0或2； 所以只要|1|1()12x a -+=有2个不等实根即可．由|1|0x ->可得|1|10()12x -<<，即有12a <<，综上可得33(1,)(,2)22a ⋃∈．故选：A ．例18．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()2ln ,043,0x x f x x x x >⎧=⎨---≤⎩，若函数()()21y f x mf x =++⎡⎤⎣⎦有6个零点，则m 的取值范围是（ ） A ．102,3⎛⎫- ⎪⎝⎭B ．102,3⎛⎤- ⎥⎝⎦C ．102,3⎛⎫⎪⎝⎭D ．102,3⎛⎤ ⎥⎝⎦【答案】D【分析】画出()f x 的图像，结合函数()()21y f x mf x =++⎡⎤⎣⎦有6个零点，结合图像列不等式来求得m 的取值范围.【详解】当0x ≤时，()f x 是开口向下的二次函数，对称轴为2x =-，()()24831,03f f -=-+-==-.由243=0x x ---解得=1x -或3x =-. 由此画出()f x 的图像如下图所示，依题意，函数()()21y f x mf x =++⎡⎤⎣⎦有6个零点， 令()t f x =，则21y t mt =++，根据图像可知，函数21y t mt =++在区间[)3,1-上有两个不相等的实数根，则()222Δ403310110312m m m m ⎧=->⎪--+≥⎪⎪⎨++>⎪⎪-<-<⎪⎩，解得1023m <≤，所以m 的取值范围是102,3⎛⎤ ⎥⎝⎦.故选：D例19．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()2221,0log ,0x x f x x x +⎧-≤⎪=⎨>⎪⎩，若关于x 的方程2[()]()40f x mf x ++=有6个不同的实数根，则m 的取值范围是（ ）A ．13(,5),43⎡⎫-∞-⋃--⎪⎢⎣⎭B ．13,43⎡⎫--⎪⎢⎣⎭ C ．134,(5,)3⎛⎤⋃+∞ ⎥⎝⎦ D ．134,3⎛⎤ ⎥⎝⎦【答案】A【分析】画出()f x 的图象，令()t f x =，则先讨论240t mt ++=的零点，根据二次函数判别式与韦达定理，结合()f x 的图象可得240t mt ++=的较小根的范围，进而根据m 与较小根的关系式结合函数的单调性求解即可.【详解】画出()f x 的图象如图，令()t f x =，则先讨论240t mt ++=的零点. 当2440m ∆=-⨯<，即44m -<<时，不合题意；当2440m ∆=-⨯=，即4m =±时，易得2t =或2t =-，此时当()2f x =或()2f x =-时均不满足有6个零点，不合题意；故2440m ∆=-⨯>，4m >或4m <-，设240t mt ++=的两根为12,t t ，不妨设12t t <，由韦达定理124t t =，且12,2t t ≠.∴当12,0t t <时，()1f x t =与()2f x t =均无零点，不合题意； ∴当12,0t t >时：1. 若101t <<，则24t >，此时()1f x t =有4个零点，()2f x t =有2个零点，合题意；2. 若112t ≤<，此时()1f x t =有3个零点，则()2f x t =有且仅有3个零点，此时223t <≤，故1423t ≤<； 综上可得101t <<或1423t ≤<. 又12t t m +=-，故()12114m t t t t ⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭，结合4y t t =+在()0,2上为减函数可得114m t t ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭在()0,1，4,23⎡⎫⎪⎢⎣⎭上为增函数.故13(,5),43m ⎡⎫∈-∞-⋃--⎪⎢⎣⎭故选：A【点睛】本题主要考查了数形结合解决复合函数零点的问题，需要换元先分析二次函数的零点情况，数形结合判断零点所在的区间，进而得出()f x 零点所在的区间，并结合二次函数的性质与韦达定理求解.属于难题.例20．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()()23,0,3,0,x x x f x f x x ⎧--<⎪=⎨-≥⎪⎩以下结论正确的是（ ）A ．()f x 在区间[7,9]上是增函数B ．()()220222f f -+=C ．若函数()y f x b =-在(),6-∞上有6个零点()1,2,3,4,5,6i x i =，则619i i x ==∑D ．若方程()1f x kx =+恰有3个实根，则11,3k ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭【答案】BC【分析】A 根据()f x 的周期性判断区间单调性；B 利用周期性求得()() 202230f f =-=即可判断；C 转化为y b =与()y f x =的交点问题，应用数形结合法及对称性求零点的和；D 根据函数图象求得1y kx =+与()y f x =交点个数为2或3时的临界值，即可得范围. 【详解】A ：由题意,当3x ≥-时()f x 以3为周期的函数，故()f x 在[7,9]上的单调性与()f x 在[-2,0]上的单调性相同，而当0x <时()23924x x f ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭，∴()f x 在[-2,0]上不单调，错误；B ：()22f -=，()() 202230f f =-=，故()()2 20222f f -+=，正确；C ：作出()y f x =的函数图象如图所示：由于()y f x b =-在(),6-∞上有6个零点，故直线y b =与()y f x =在(),6-∞上有6个交点，不妨设1i i x x +<，i ＝1，2，3，4，5，由图象知:1x ，2x 关于直线32x =-对称，3x ，4x 关于直线32x =对称，5x ，6x 关于直线92x =对称，∴513392229222i i x ==-⨯+⨯+⨯=∑，正确；D ：若直线1y kx =+经过(3,0)，则13k =-，若直线1y kx =+与()230y x x x =--<相切，则消元可得：()2103x k x ++=+，令Δ0=可得()2340k +-=，解得k ＝-1或k ＝-5（舍），若直线1y kx =+与()y f x =在(0,3)上的图象相切，由对称性得:k ＝1． 因为()1f x kx =+恰有3个实根，故直线1y kx =+与()y f x =有3个交点， ∴113k -<<-或k ＝1，错误，故选：BC ．例21．（2023·全国·高三专题练习）若函数()()2e 2xf x x x a =-++在区间(),1a a +上存在最大值，则实数a 的取值范围为_______【答案】2⎫⎪⎪⎝⎭【分析】根据开区间上连续函数的最值点必为导函数的零点，然后求导，数形结合，根据零点存在性定理建立不等式即可求解【详解】因为()()()22e 222e 2x xf x x x a x x a '=-++-+=-++，且函数()f x 在区间(),1a a +上存在最大值， 故只需()22h x x a =-++满足()()>0+1<0h a h a ⎧⎪⎨⎪⎩，所以()22++2>0+1++2<0a a a a --⎧⎪⎨⎪⎩，2a <<．故答案为：2⎫⎪⎪⎝⎭【题型】六、利用函数的交点或交点个数求参数例22．（2023·全国·高三专题练习）已知定义在R 上的奇函数，满足()()20f x f x -+=，当(]0,1x ∈时，()2log f x x =-，若函数()()sin()F x f x x π=-，在区间[]1,m -上有10个零点，则m 的取值范围是（ ） A ．[)3.5,4 B ．(]3.5,4 C ．(]3,4 D ．[)3,4【答案】A【分析】由已知得出函数()f x 是周期函数，周期为2，函数()F x 的零点个数转化为函数()f x 的图象与sin()y x π=的图象的交点个数，作出函数的图象（其中()f x 的图象由奇偶性与周期性结合作出），然后分析交点个数得出参数范围． 【详解】由(2)()0f x f x -+=得(2)()f x f x +=--，又()f x 是奇函数，所以(2)()()f x f x f x +=--=，即()f x 是周期函数，周期为2，sin()y x π=也是周期函数，且最小正周期是22ππ=，由奇偶性和周期性作出函数()f x 的图象，再作出sin()y x π=的图象，如图，函数()()sin()F x f x x π=-的零点个数即为函数()y f x =的图象与函数sin()y x π=的图象交点个数，()f x 是R 上的奇函数，所以(0)0f =，从而20()f k =，Z k ∈，易知它们在[1,1)-上有4个交点，从而在[1,3)上也有4个交点，而4x =时，点(4,0)是一个交点，所以4m <，在(0,1)上，2()log f x x =-，11()1sin 22f π==，即1(,1)2是(0,1)上交点，从而在(1,0)-上交点上交点为1(,1)2--，由周期性在(3,4)上两函数图象交点为7(,1)2-，所以72m ≥． 综上，724m ≤<．故选：A ．例23．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()2cos()1(0,0π)f x x ωϕωϕ=+-><<经过(0,0)点，且()f x 在(0,π)上只有一个零点0x ，则ω的最大值为（ ）A ．43B ．12C ．2D ．136【答案】C【分析】运用代入法，结合余弦型函数的性质、函数零点的定义进行求解即可. 【详解】因为()2cos()1f x x ωϕ=+-经过(0,0)点， 所以12cos 10cos 2ϕϕ-=⇒=，因为0πϕ<<，所以π3ϕ=，即π()2cos()13f x x ω=+-，令ππ1()2cos()10cos()332f x x x ωω=+-=⇒+=，因为π()0,x ∈，所以πππ(,π)333x ωω+∈+，因为()f x 在(0,π)上只有一个零点0x ，所以有5πππ43327ππ3π33ωωω⎧<+⎪⎪⇒<≤⎨⎪≤+⎪⎩，所以ω的最大值为2， 故选：C例24．（2023·全国·高三专题练习）已知函数π()2cos()1(0,0)2f x x ωϕωϕ=+-><<，在0x =处的切线斜率为，若()f x 在(0,π)上只有一个零点0x ，则ω的最大值为（ ）A ．43B ．12C ．2D ．136【答案】C【分析】求出函数()f x 的导数，利用导数的几何意义求出ϕ，再由零点信息列出不等式，求解作答.【详解】依题意，()2sin()f x x ωωϕ'=-+，则(0)2sin f ωϕ'=-=，即sin ϕ=，而π02ϕ<<，解得π3ϕ=， 因此，π()2cos()13f x x ω=+-，由()0f x =得：π1cos()32x ω+=，又π()0,x ∈，有πππ(,π)333x ωω+∈+，因()f x 在(0,π)上只有一个零点0x ，于是得5ππ7ππ333ω<+≤，解得423ω<≤， 所以ω的最大值为2. 故选：C例25．（2023·全国·高三专题练习）定义在R 上的偶函数()f x 满足()22)(f x f x -+=，当[0,2]x ∈时，()xf x =，若在区间[0,10]x ∈内，函数()()(1)mg x f x x =-+有个5零点，则实数m 的取值范围是（ ） A ．()110,log e B ．(]11710,log e ,log e 2⎛⎫⋃ ⎪⎝⎭C ．111log e,2⎛⎫ ⎪⎝⎭D ．11711log e,,log e 22⎛⎫⎛⎫⋃ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】B【分析】根据函数的奇偶性求出函数在[2,0]-上的解析式，将问题转化为函数图象()y f x =与(1)m y x =+在[0,10]上有5个不同的交点，结合图形即可得出结果.【详解】由题意知，函数()f x 为偶函数，且(2)(2)f x f x -=+，令2x x →+，则(22)()(4)()f x f x f x f x --=-=+=， 所以函数()f x 是以4为周期的函数. 当[2,0]x ∈-时，[0,2]x -∈，所以()x f x --=，即当[2,0]x ∈-时()x f x -=，因为函数()()(1)m g x f x x =-+在[0,10]上有5个零点， 所以方程()(1)0m f x x -+=在[0,10]上有5个根，即函数图象()y f x =与(1)m y x =+在[0,10]上有5个不同的交点，如图，当[0,2]x ∈时，()xf x =，()121e 2x f x '=，()102f '=，设()(1)mp x x =+，则()1(1)m p x m x -'=+，()0p m '=，当12m ≤，()()00p f '≤'， 所以在[0,2]x ∈时，函数()()(1)m g x f x x =-+只有一个零点，此时，若要使图象()y f x =与(1)m y x =+在[0,10]上有5个不同的交点， 则()()11010mf +≤，11log e m ≤，所以110log e m <≤； 当12m >时，()()00p f '>'， 所以在[0,2]x ∈时，函数()()(1)m g x f x x =-+有两个零点， 所以()()166mf +<且()()11010mf +>，即7e 11e m m ⎧<⎨>⎩，解得71log e 2m <<，故m 的取值范围为(]11710,log e ,log e 2⎛⎫⋃ ⎪⎝⎭.故选：B.例26．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()31,21()1,2x x f x x x ⎧≥⎪-=⎨⎪-<⎩，若函数()()g x f x kx k =-+恰好有两个零点，则实数k 的取值范围是（ ）A ．[)1,+∞B ．0,1C ．()1,+∞D ．()(),00,1-∞⋃【答案】C【分析】根据已知条件画出函数()f x 的图象，将函数()()g x f x kx k =-+恰好有两个零点转化为函数()f x 与直线()1y k x =-图象恰有两个交点即可求解.【详解】由题意知，画出函数()31,21()1,2x x f x x x ⎧≥⎪-=⎨⎪-<⎩的简图，如图所示由()()g x f x kx k =-+恰好有两个零点转化为()f x 与直线()1y k x =-有两个不同的交点， 由图知，当直线经过点()()1,0,0,1-两点的斜率为10101k --==-，则1k >. 所以实数k 的取值范围为()1,+∞. 故选：C.例27．（2023·全国·高三专题练习）已知()e xx f x =．则下列说法正确的有（ ）A ．函数()y f x =有唯一零点0x =B ．函数()y f x =的单调递减区间为()(),01,-∞⋃+∞C ．函数()y f x =有极大值1eD ．若关于x 的方程()f x a =有三个不同的根．则实数a 的取值范围是10,e ⎛⎫⎪⎝⎭【答案】ACD【分析】根据零点的定义判断A ，利用导数分析函数的单调性，作出函数()f x 的图象，根据图象判断其余选项.【详解】由()0f x =得：0x =，即0x =，故函数()f x 有唯一零点0x = 由题可知：(),0e e ,0e xx xxx x f x x x ⎧≥⎪⎪==⎨⎪-<⎪⎩ 设()e ex x xg x x -==⋅，x ∈R ，则()()1x g x x e -'=-⋅， 由()()1e 0x g x x -⋅'=-≥得：1x ≤；由()()1e 0xg x x -⋅'=-≤得；1x ≥；故()g x 在(],1-∞上单调递增﹐在[)1,+∞上单调递减，作出()y g x =图象，并将0x <的部分图象关于x 轴对称可得()y f x =的图象如下：观察图象可得函数()y f x =的单调递减区间为(),0∞-，()1,+∞，B 错， 函数()y f x =在1x =时有极大值1e，C 对，方程()f x a =有三个不同的根，则实数a 的取值范围是10,e ⎛⎫⎪⎝⎭，D 对，故选：ACD.【题型】七、一元二次不等式恒成立问题例28．（2023·全国·高三专题练习）已知m 是区间[]0,4内任取的一个数，那么函数3221()233f x x x m x =-++在x ∈R 上是增函数的概率是（ ）A ．14B ．13C ．12D ．23【答案】C【分析】首先得到220()4f x x x m '=-≥+恒成立，则解出m 的范围，再根据其在[0,4]内取数，利用几何概型公式得到答案. 【详解】22()4f x x x m '=-+，3221()233f x x x m x =-++在x ∈R 上是增函数22()40f x x x m '∴=-+≥恒成立21640m ∴∆=-≤解得2m ≥或2m ≤- 又m 是区间[0,4]内任取的一个数24m ∴≤≤由几何概型概率公式得函数3221()233f x x x m x =-++在x ∈R 上是增函数的概率42142P -== 故选：C ．例29．（2023·全国·高三专题练习）当13x ≤≤时，关于x 的不等式210ax x -<+恒成立，则实数a 的取值范围是（ ） A ．1,4⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦B ．,⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭14C ．,1,4∞⎛⎫-+ ⎪⎝⎭D ．1,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭【答案】B【分析】分离参变量得211a x x ⎛⎫<- ⎪⎝⎭恒成立，只用2min11a x x ⎡⎤⎛⎫<-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦可求解.【详解】当13x ≤≤时，由210ax x -<+恒成立可得，211a x x⎛⎫<- ⎪⎝⎭恒成立， 令2211111()()24f x x x x ⎛⎫=-=-- ⎪⎝⎭，1113,,13x x ⎡⎤≤≤∴∈⎢⎥⎣⎦，∴当111,123x ⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦，即当2x =时， ()f x 取得最小值为()()min124f x f ==-， 因为211a x x⎛⎫<- ⎪⎝⎭恒成立，所以()min a f x <，即14a <-.故选:B ．例30．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()312x f x x +=+，()()42e xg x x =-，若[)120,x x ∀∈+∞，，不等式()()()()2221e e t g x t f x +≤+恒成立，则正数t 的取值可以是（ ）A ．6e B．(2e +C．(2e +D ．2e【答案】AB【分析】本题的含义是不等式左边的最大值小于等于右边的最小值，t 是常数， 因此先要算出左边的最大值和右边的最小值，再计算不等式即可. 【详解】因为()()3253153222x x f x x x x +-+===-+++，所以()f x 在[)0,∞+上单调递增， 所以对[0,)x ∀∈+∞，()()102f x f ≥=； ()()42e x g x x =-，所以()()()'2e 42e 21e x x x g x x x =-+-=- ，当1x >时，()'0g x < ；当01x <<时，()'0g x > ，函数()g x 在()0,1上单调递增，在()1,+∞上单调递减， ∴()max ()12e g x g ==；因为0t >，任意[)12,0,x x ∈+∞，不等式()()()()2221e e t g x t f x +≤+恒成立，即()()221e 2e e 2t t +⋅≤+，整理得224e 3e 0t t --≥，解得(2e t ≤或(2e t ≥，所以正数t的取值范围为()2e,⎡+∞⎣； 6e与(2e均在区间()2e,⎡+∞⎣内，(2e +与2e均不在区间()2e,⎡+∞⎣内； 故选：AB ．【题型】八、一元二次不等式能成立问题31．（2023·全国·高三专题练习）已知命题:R p x ∀∈，20x x a -+>，若p ⌝是真命题，则实数a 的取值范围是（ ） A ．1,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B ．1,)4-∞（ C ．11,42⎛⎫ ⎪⎝⎭D ．1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【答案】A【分析】由题意得到20x x a -+≤有解，进而由根的判别式列出不等式，求出实数a 的取值范围.【详解】若p ⌝是真命题，由题意知不等式20x x a -+≤有解，140a ∴∆=-≥，解得:14a ≤. 因此，实数a 的取值范围是1,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦.故选：A例32．（2023·全国·高三专题练习）若1,22x ⎡⎤∃∈⎢⎥⎣⎦，使2210x x λ-+<成立，则实数λ的取值范围是______________．【答案】)+∞【分析】利用不等式的基本性质分离参数，利用函数的单调性求相应最值即可得到结论. 【详解】由2210x x λ-+<可得，221x x λ>+，因为1,22x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，所以12x x λ>+，根据题意，min 12x x λ⎛⎫+ ⎪⎝⎭>即可，设()12f x x x =+，易知()f x在12⎛ ⎝⎭单调递减，在2⎫⎪⎪⎝⎭单调递增，所以()min f x f ==⎝⎭所以λ>故答案为：)+∞。
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复合函数零点问题例1：设定义域为R 的函数()1,111,1x x f x x ⎧≠⎪-=⎨⎪=⎩，若关于x 的方程()()20f x bf x c ++=由3个不同的解123,,x x x ，则222123x x x ++=______ 思路：先作出()f x 的图像如图：观察可发现对于任意的0y ，满足()0y f x =的x 的个数分别为2个（000,1y y >≠）和3个（01y =），已知有3个解，从而可得()1f x =必为()()20f x bf x c ++=的根，而另一根为1或者是负数。
所以()1i f x =，可解得：1230,1,2x x x ===，所以2221235x x x ++=答案：5例2：关于x 的方程()22213120x x ---+=的不相同实根的个数是（ ）A. 3B. 4C. 5D. 8思路：可将21x -视为一个整体，即()21t x x =-，则方程变为2320t t -+=可解得：1t =或2t =，则只需作出()21t x x =-的图像，然后统计与1t =与2t =的交点总数即可，共有5个 答案：C 例3：已知函数11()||||f x x x x x=+--，关于x 的方程2()()0f x a f x b ++=（,a b R ∈）恰有6个不同实数解，则a 的取值范围是 ． 思路：所解方程2()()0f x a f x b ++=可视为()()20f x a f x b ++=，故考虑作出()f x 的图像：()2,12,012,102,1x x x x f x x x x x⎧>⎪⎪<≤⎪=⎨--≤<⎪⎪-<-⎪⎩， 则()f x 的图像如图，由图像可知，若有6个不同实数解，则必有()()122,02f x f x =<<，所以()()()122,4a f x f x -=+∈，解得42a -<<-答案：42a -<<-例4：已知定义在R 上的奇函数，当0x >时，()()121,0212,22x x f x f x x -⎧-<≤⎪=⎨->⎪⎩，则关于x 的方程()()2610f x f x --=⎡⎤⎣⎦的实数根个数为（ ）A. 6B. 7C. 8D. 9 思路：已知方程()()2610f x f x --=⎡⎤⎣⎦可解，得()()1211,23f x f x ==-，只需统计11,23y y ==-与()y f x =的交点个数即可。
由奇函数可先做出0x >的图像，2x >时，()()122f x f x =-，则(]2,4x ∈的图像只需将(]0,2x ∈的图像纵坐标缩为一半即可。
正半轴图像完成后可再利用奇函数的性质作出负半轴图像。
通过数形结合可得共有7个交点 答案：B小炼有话说：在作图的过程中，注意确定分段函数的边界点属于哪一段区间。
例5：若函数()32f x x ax bx c =+++有极值点12,x x ，且()11f x x =，则关于x 的方程()()()2320f x af x b ++=的不同实根的个数是（ ）A ．3B ．4C ．5D ．6思路：()'232f x x ax b =++由极值点可得：12,x x 为2320x ax b ++= ①的两根，观察到方程①与()()()2320f x af x b ++=结构完全相同，所以可得()()()2320f x af x b ++=的两根为()()1122,f x x f x x ==，其中()111f x x =，若12x x <，可判断出1x 是极大值点，2x 是极小值点。
且()()2211f x x x f x =>=，所以()1y f x =与()f x 有两个交点，而()2f x 与()f x 有一个交点，共计3个；若12x x >，可判断出1x 是极小值点，2x 是极大值点。
且()()2211f x x x f x =<=，所以()1y f x =与()f x 有两个交点，而()2f x 与()f x 有一个交点，共计3个。
综上所述，共有3个交点 答案：A例6：已知函数()243f x x x =-+，若方程()()20f x bf x c ++=⎡⎤⎣⎦恰有七个不相同的实根，则实数b 的取值范围是（ ）A. ()2,0-B. ()2,1--C. ()0,1D. ()0,2 思路：考虑通过图像变换作出()f x 的图像（如图），因为()()20f x bf x c ++=⎡⎤⎣⎦最多只能解出2个()f x ，若要出七个根，则()()()121,0,1f x f x =∈，所以()()()121,2b f x f x -=+∈，解得：()2,1b ∈--答案：B例7：已知函数()xx f x e=，若关于x 的方程()()210f x mf x m -+-=恰有4个不相等的实数根，则实数m 的取值范围是（ ） A. ()1,22,e e⎛⎫ ⎪⎝⎭B. 1,1e ⎛⎫⎪⎝⎭C.11,1e ⎛⎫+ ⎪⎝⎭ D.1,e e ⎛⎫⎪⎝⎭思路：(),0,0x xxx ef x x x e ⎧≥⎪⎪=⎨⎪-<⎪⎩，分析()f x 的图像以便于作图，0x ≥时，()()'1x f x x e -=-，从而()f x 在()0,1单调递增，在()1,+∞单调递减，()11f e=，且当,0x y →+∞→，所以x 正半轴为水平渐近线；当0x <时，()()'1x f x x e -=-，所以()f x 在(),0-∞单调递减。
由此作图，从图像可得，若恰有4个不等实根，则关于()f x 的方程()()210f x mf x m -+-=中，()()12110,,,f x f x e e ⎛⎫⎛⎫∈∈+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，从而将问题转化为根分布问题，设()t f x =，则210t mt m -+-=的两根12110,,,t t e e ⎛⎫⎛⎫∈∈+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，设()21g t t mt m =-+-，则有()20010111100g m m m g e e e >⎧->⎧⎪⎪⇒⎨⎨⎛⎫-⋅+-=< ⎪⎪⎪⎩⎝⎭⎩，解得11,1m e ⎛⎫∈+ ⎪⎝⎭ 答案：C小炼有话说：本题是作图与根分布综合的题目，其中作图是通过分析函数的单调性和关键点来进行作图，在作图的过程中还要注意渐近线的细节，从而保证图像的准确。
例8：已知函数()21,0log ,0ax x f x x x +≤⎧=⎨>⎩，则下列关于函数()()1y f f x =+的零点个数判断正确的是（ ）A. 当0a >时，有4个零点；当0a <时，有1个零点B. 当0a >时，有3个零点；当0a <时，有2个零点C. 无论a 为何值，均有2个零点D. 无论a 为何值，均有4个零点思路：所求函数的零点，即方程()1f f x =-⎡⎤⎣⎦的解的个数，先作出()f x 的图像，直线1y ax =+为过定点()0,1的一条直线，但需要对a 的符号进行分类讨论。
当0a >时，图像如图所示，先拆外层可得()()12210,2f x f x a =-<=，而()1f x 有两个对应的x ，()2f x 也有两个对应的x ，共计4个；当0a <时，()f x 的图像如图所示，先拆外层可得()12f x =，且()12f x =只有一个满足的x ，所以共一个零点。
结合选项，可判断出A 正确 答案：A例9：已知函数()()()232211,0231,31,0x x f x x x g x x x ⎧⎛⎫-+>⎪ ⎪=-+=⎝⎭⎨⎪-++≤⎩，则方程()0g f x a -=⎡⎤⎣⎦（a 为正实数）的实数根最多有___________个思路：先通过分析()(),f x g x 的性质以便于作图，()()'23632f x x x x x =-=-，从而()f x 在()(),0,2,-∞+∞单增，在()0,2单减，且()()01,23f f ==-，()g x 为分段函数，作出每段图像即可，如图所示，若要实数根最多，则要优先选取()f x 能对应x 较多的情况，由()f x 图像可得，当()()3,1f x ∈-时，每个()f x 可对应3个x 。
只需判断()g f x a =⎡⎤⎣⎦中，()f x 能在()3,1-取得的值的个数即可，观察()g x 图像可得，当51,4a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时，可以有2个()()3,1f x ∈-，从而能够找到6个根，即最多的根的个数 答案：6个例10：已知函数()y f x =和()y g x =在[]2,2-的图像如下，给出下列四个命题： （1）方程()0f g x =⎡⎤⎣⎦有且只有6个根 （2）方程()0g f x =⎡⎤⎣⎦有且只有3个根 （3）方程()0f f x =⎡⎤⎣⎦有且只有5个根 （4）方程()0g g x =⎡⎤⎣⎦有且只有4个根则正确命题的个数是（ ）A. 1B. 2C. 3D. 4思路：每个方程都可通过图像先拆掉第一层，找到内层函数能取得的值，从而统计出x 的总数。
（1）中可得()()()()()1232,1,0,1,2g x g x g x ∈--=∈，进而()1g x 有2个对应的x ，()2g x 有3个，()3g x 有2个，总计7个，（1）错误； （2）中可得()()()()122,1,0,1f x f x ∈--∈，进而()1f x 有1个对应的x ，()2f x 有3个，总计4个，（2）错误；（3）中可得()()()()()1232,1,0,1,2f x f x f x ∈--=∈，进而()1f x 有1个对应的x ，()2f x 有3个，()3f x 有1个，总计5个，（3）正确； （4）中可得：()()()()122,1,0,1g x g x ∈--∈，进而()1g x 有2个对应的x ，()2g x 有2个，共计4个，（4）正确则综上所述，正确的命题共有2个答案：B。