高中数学选择填空压轴题—函数零点问题

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函数零点高中数学解题方法含详解

函数零点高中数学解题方法含详解
5.C
【分析】
分别解函数对应的方程,逐项判断,即可得出结果.
【详解】
A选项,由 可得 ,即函数 有零点;
B选项,由 得 ,即函数 有零点;
C选项,由 解得, 不存在,即函数 没有零点;
D选项,由 解得 或 ,即函数 有零点.
故选:C.
6.A
【分析】
直接令 ,求方程的实数根,确定零点个数.
【详解】
令 ,解得: 或 ,
故选:C
8.D
【分析】
由已知,根据奇函数的对称性有(-∞,0)上也有1009个零点,由奇函数在R上有定义即f(0)=0,即可知零点的总个数.
【详解】
∵f(x)为奇函数且在(0,+∞)内有1009个零点,
∴在(-∞,0)上也有1009个零点,
又∵f(0)=0,
∴共有2018+1=2019(个)零点.
故选:D
故选:C
2.C
【分析】
根据函数的零点存在性定理即可求解.
【详解】
因为函数 的图象是连续的曲线,
且 , ,
所以 ,
根据零点存在性定理可得函数 必定存在零点位于区间 ,
故方程 必存在有根的一个区间是 ,
故选:C.
3.B
【分析】
令 ,利用零点存在性定理即可求解.
【详解】
令 ,则f(0)=-4<0,f(1)=-1<0,f(2)=3>0,
(2)若不等式 在 上有解,求实数 的取值范围;
(3)设函数 ,若 在 上有零点,求实数 的取值范围.
参考答案
1.C
【分析】
题目是让我们找零点所在的一个区间,注意是一个区间,意味着只要找到一个,问题就解决,利用零点存在定理即可判断.

函数零点问题-学会解题之高三数学多题一解【原卷版】

函数零点问题-学会解题之高三数学多题一解【原卷版】

函数零点问题【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.类型一 零点或零点存在区间的确定万能模板 内 容使用场景 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 .10,4⎛⎫ ⎪⎝⎭B .11,42⎛⎫⎪⎝⎭ C .13,24⎛⎫ ⎪⎝⎭ D .3,14⎛⎫ ⎪⎝⎭【变式演练1】(2023·全国·高三专题练习)在下列区间中,函数()23xf x x =--的零点所在的区间为( )A .)(01,B .()12,C .()23,D .()34,【变式演练2】(2022·江苏·金沙中学高一阶段练习)函数sin sin()13y x x π=-+-在区间(0,2)π上的零点所在的区间为( )A .(0,)2πB .(,)2ππC .3(,)2ππ D .3(,2)2ππ 【变式演练3】(2022·全国·高一课时练习)已知函数()226xf x x =+-的零点为0x ,不等式06x x ->的最小整数解为k ,则k =( ) A .8B .7C .5D .6类型二 零点的个数的确定方法1:定义法万能模板 内 容使用场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 x3)(+=的零点个数是( ) A .0 B .1 C .2 D .3【变式演练4】(2022·重庆·三模)已知函数()21,02log ,0xx f x x x ⎧⎛⎫≤⎪ ⎪=⎨⎝⎭⎪>⎩,则函数()()12g x f x =-的零点个数为( )A .0个B .1个C .2个D .3个【变式演练5】(2023·全国·高三专题练习)已知函数|2|1()2x f x -=,()g x 是定义在R 上的奇函数,且满足(2)(2)g x g x +=-,当[0,2]x ∈时,2()log (1)g x x =+.则当[0,2022]x ∈时,方程()()f x g x =实根的个数为_______.【变式演练6】(2022·北京·高三开学考试)已知函数()x af x a x a+=--,给出下列四个结论: ①存在a ,使得函数()f x 可能没有零点; ②存在a ,使得函数()f x 恰好有1个零点; ③存在a ,使得函数()f x 恰好有2个零点; ④存在a ,使得函数()f x 恰好有3个零点. 其中所有正确结论的序号是______.方法2:数形结合法万能模板 内 容使用场景 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. 方程3()|log |3x x =的解的个数是 ( ) A .3 B .2 C .1 D .0【变式演练7】(2023·全国·高三专题练习)已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,满足()()1f x f x +=-,当[]0,1x ∈时,()πcos 2f x x =,则函数()y f x x =-的零点个数是( ) A .2B .3C .4D .5【变式演练8】(2022·河北省曲阳县第一高级中学高三阶段练习)(多选)已知函数()31,0log ,0ax x f x x x +≤⎧=⎨->⎩,若()()()1g x f f x =+,则下列说法正确的是( ) A .当0a >时,()g x 有4个零点 B .当0a >时,()g x 有5个零点 C .当0a <时,()g x 有1个零点D .当0a <时,()g x 有2个零点【变式演练9】(2022·湖南师大附中三模)(已知)已知函数()[)[)1,0,1,21,1,2,3x x f x x x ⎧-∈⎪=⎨-∈⎪-⎩对定义域内任意x ,都有()(2)f x f x =-,若函数()()=-g x f x k 在[0,+∞)上的零点从小到大恰好构成一个等差数列,则k 的可能取值为( ) A .0B .1C 2D 21【高考再现】1.【2021年北京市高考数学试题】已知函数,给出下列四个结论: ①若,则有两个零点; ①,使得有一个零点; ①,使得有三个零点; ①,使得有三个零点. 以上正确结论得序号是_______.2.【2021年天津高考数学试题】设,函数,若在区间()lg 2f x x kx =--0k =()f x 0k ∃<()f x 0k ∃<()f x 0k ∃>()f x a ∈R 22cos(22).()2(1)5,x a x a f x x a x a x a ππ-<⎧=⎨-+++≥⎩()f x (0,)+∞内恰有6个零点,则a 的取值范围是( ) A .B .C .D .3.【2020年高考天津卷9】已知函数3,0,(),0.x x f x x x ⎧=⎨-<⎩若函数2()()2()g x f x kx xk =--∈R 恰有4个零点,则k 的取值范围是( ) A .1,(22,)2⎛⎫-∞-+∞ ⎪⎝⎭B .1,(0,22)2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭C .(,0)(0,22)-∞ D .(,0)(22,)-∞+∞4.【2020年高考上海卷11】已知a R ∈,若存在定义域为R 的函数()f x 同时满足下列两个条件,①对任意0x R ∈,0()f x 的值为0x 或02x ;②关于x 的方程()f x a =无实数解;则a 的取值范围为 .5. 【2016高考天津理数】已知函数f (x )=2(4,0,log (1)13,03)a x a x a x x x ⎧+<⎨++≥-+⎩(a >0,且a ≠1)在R 上单调递减,且关于x 的方程|()|2f x x =-恰好有两个不相等的实数解,则a 的取值范围是( ) (A )(0,23] (B )[23,34] (C )[13,23]{34}(D )[13,23){34}6.【2018年全国普通高等学校招生统一考试数学(浙江卷)】已知λ①R ,函数f (x )={x −4,x ≥λx 2−4x +3,x <λ,当λ=2时,不等式f (x )<0的解集是___________.若函数f (x )恰有2个零点,则λ的取值范围是___________①7.【2017江苏】设()f x 是定义在R 且周期为1的函数,在区间[0,1)上,2,,(),,x x D f x x x D ⎧∈⎪=⎨∉⎪⎩其中集合1,*n D x x n n -⎧⎫==∈⎨⎬⎩⎭N ,则方程()lg 0f x x -=的解的个数是 .8.【2018年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(天津卷)】已知a >0,函数f(x)={x 2+2ax +a, x ≤0,−x 2+2ax −2a,x >0.若关于x 的方程f(x)=ax 恰有2个互异的实数解,则a 的取值范围是______________.【反馈练习】1.函数的图象与函数的图象交点横坐标所在的区间可能为( )95112,,424⎛⎤⎛⎤⋃ ⎥⎥⎝⎦⎝⎦5711,2,424⎛⎫⎛⎫⋃ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭9112,,344⎛⎤⎡⎫⋃ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭11,2,3447⎛⎫⎡⎫⋃ ⎪⎪⎢⎝⎭⎣⎭()()=x f x e ()2ln g x x =-A .B .C .D .【来源】重庆市南开中学2022届高三上学期7月考试数学试题2.(2022·河南·高三阶段练习(文))已知直线l 与曲线ln (01)y x x =<<相切于点00(,)M x y ,若OM l ⊥,则0x 所在的取值区间是( )A .10,4⎛⎫ ⎪⎝⎭B .11,42⎛⎫ ⎪⎝⎭C .13,24⎛⎫ ⎪⎝⎭D .3,14⎛⎫ ⎪⎝⎭3.(2022·重庆南开中学高三阶段练习)已知函数()()2ln 16f x x x =++-,则下列区间中含()f x 零点的是( )A .()0,1B .()1,2C .()2,3D .()3,44.(2023·全国·高三专题练习)已知()=ln f x x ,()e x g 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⎛⎫ ⎪⎝⎭5.(2023·全国·高三专题练习)正实数,,a b c 满足422,33,log 4ab a bc c -+=+=+=,则实数,,a b c 之间的大小关系为( ) A .b a c <<B .a b c <<C .a c d <<D .b c a <<6.(2022·江西·南昌二中高三开学考试(理))已知a 是()323652f x x x x =--+-的一个零点,b 是()e 1x g x x =++的一个零点,132log 5c =,则( )A .a c b <<B .a b c <<C .b c a <<D .a c b <<或c b a <<7.(2022·陕西·武功县普集高级中学高三阶段练习(理))定义在R 上的函数()f x 满足()()22f x f x x x =+-,则函数()()21g x xf x x=-的零点个数为( ) A .3B .4C .5D .68.(2022·甘肃·兰州市第五十五中学高三开学考试(文))定义域在R 上的奇函数()f x ,当0x ≥时,12log (1),01()13,1x x f x x x +≤<⎧⎪=⎨⎪--≥⎩,则关于x 的函数()()12g x f x =-的所有零点的和是( )A 21B .122C .122-D .129.(2022·河南·高三开学考试(文))已知定义域为R 的偶函数()f x 的图像是连续不间断的曲线,且()0,1()1,2()2,3()3,4(2)()(1)f x f x f ++=,对任意的1x ,20[]2,x -∈,12x x ≠,()()12120f x f x x x ->-恒成立,则()f x 在区间[]100,100-上的零点个数为( ) A .100B .102C .200D .20210.(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11.(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 =-+12.(2022·陕西·西安铁一中滨河高级中学高三阶段练习(理))函数()222,0,23,0lnx x x x f x x x x ⎧-+>=⎨--≤⎩的零点个数为( ) A .0B .1C .2D .313.(2022·全国·模拟预测(文))已知函数()2,1,121,11,,1,1xx x f x x x x x x ⎧<-⎪+⎪=--≤≤⎨⎪⎪>-⎩方程()()()()2220f x a f x a a R -++=∈的不等实根个数不可能是( ) A .2个B .3个C .4个D .6个14.(2023·全国·高三专题练习)(多选)已知函数e x y x =+的零点为1x ,ln y x x =+的零点为2x ,则( ) A .120x x +>B .120x x <C .12ln 0xe x +=D .12121x x x x -+<15.(2022·福建·上杭一中高三阶段练习)(多选)已知函数()1,0ln ,0kx x f x x x +≤⎧=⎨>⎩,下列关于函数()1y f f x =+⎡⎤⎣⎦的零点个数判断正确的是( ) A .当0k <时,有1个零点; B .当0k >时,有4个零点; C .无论k 取何值,均有2个零点;D .无论k 取何值,均有4个零点;16.(2022·全国·高二专题练习)设定义域为(0,)+∞的单调函数()f x ,对任意的,()0x ∈+∞,都有[]3()log 4f f x x -=,若0x 是方程()2()3f x f x '-=的一个解,且*0,(1),N x a a a ∈+∈,则实数a =_____. 17.(2022·重庆·高三阶段练习)函数||21()2x f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭的零点个数是______.18.(2021·福建·福州市第十中学高三开学考试)已知函数24,1()lg 1,1x x x f x x x ⎧-≥⎪=⎨-<⎪⎩,则((9))f f -=__________,()f x 的零点个数为__________个.19.已知函数有两个不同的零点,则实数k 的取值范围是_________. 【来源】河北省衡水市饶阳中学2021届高三5月数学精编试题20.【陕西省榆林市2020-2021学年高三上学期第一次高考模拟测试文科】已知函数2,0()12,02x e x f x x x x ⎧≤⎪=⎨-+->⎪⎩. (1)求斜率为12的曲线()y f x =的切线方程; (2)设()()f x g x m x=-,若()g x 有2个零点,求m 的取值范围.()()112 ()1421x x f x k -=-+-。

高一数学必修一函数零点试题及解析

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中能用二分法求出函数零点的函数个数为()A.4B.3C.2D.1答案:A解析:画出四个函数的图象,它们都存在区间[a,b],使f(a)·f(b)<0,因此,都可以用二分法求零点.4.函数f(x)=ln(x+1)-的零点所在的区间是()A.(0,1)B.(1,2)C.(2,e)D.(3,4)答案:B解析:f(1)=ln2-2<0f(2)ln3-1>0∴f(x)的零点所在区间是(1,2) 5.四位好朋友在一次聚会上,他们按照各自的爱好选择了形状不同、内空高度相等、杯口半径相等的圆口酒杯,如图所示,盛满酒后他们约定:先各自饮杯中酒的一半,设剩余酒的高度从左到右依次为h1,h2,h3,h4,则它们的大小关系正确的是()A.h2>h1>h4B.h1>h2>h3C.h3>h2>h4D.h2>h4>h1答案:A解析:饮各自杯中酒的一半,柱形杯中酒的高度变为原来的一半,其他的比一半大,前三个杯子中圆锥形的杯子酒的高度最高,可排除选项B、C、D.6.某车间分批生产某种产品,每批的生产准备费用为800元.若每批生产x件,则每件产品的平均仓储时间为天,且每件产品每天的仓储费用为1元.为使平均到每件产品的生产准备费用与仓储费用之和最小,每批应生产产品()A.60件B.80件C.100件D.120件答案:B解析:若每批生产x件产品,则平均每件产品的生产准备费用是元,仓储费用是元,总的费用是元.因为y=+=2+20≥20,当=,即x=80时取等号,所以每批应生产产品80件.二、填空题(每小题5分,共15分)7.根据统计,一名工人组装第x件某产品所用的时间(单位:min)为f(x)=(A,c为常数).已知该工人组装第4件产品用时30min,组装第A件产品用时15min,那么c和A的值分别是________.答案:60,16解析:因为组装第A件产品用时15min,所以=15①;所以必有4<A,且==30②,联立①②解得c=60,A=16.8.设函数y=x3与y=x-2的图象的交点为(x0,y0),若x0所在的区间是(n,n+1)(n∈Z),则n=________.答案:1解析:画出函数y=x3和y=x-2的图象,如图所示.由函数图象,知1<x0<2,所以n=1.9.若关于x的方程=kx有三个不等实数根,则实数k的取值范围是________.答案:解析:由题意可知k≠0,∵=kx,∴kx2-2kx=|x|.当x≥0时,kx2-2kx=x,解得x=0或x=,(2)当每辆车的月租金为多少元时,租车公司的月收益最大?最大月收益是多少?解:(1)租金增加了900元,所以未租出的车有15辆,一共租出了85辆.(2)设租金提高后有x辆未租出,则已租出(100-x)辆.租赁公司的月收益为y元,y=(3000+60x)(10-x)-160(100-x)-60x,其中,x∈[0,100],x∈N,整理,得y=-60x2+3100x+284000=-602+.当x=26时,y max=324040,即最大月收益为324040元.此时,月租金为3000+60×26=4560(元).。

高中数学-函数零点问题

高中数学-函数零点问题

函数零点问题[题型分析·高考展望] 函数零点问题是高考常考题型,一般以选择题、填空题的形式考查,难度为中档.其考查点有两个方面:一是函数零点所在区间、零点个数;二是由函数零点的个数或取值范围求解参数的取值范围.常考题型精析题型一 零点个数与零点区间问题例1 (1)(湖北)已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 2-3x ,则函数g (x )=f (x )-x +3的零点的集合为( ) A.{1,3} B.{-3,-1,1,3} C.{2-7,1,3}D.{-2-7,1,3}(2)(北京)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -a ,x <1,4(x -a )(x -2a ),x ≥1.①若a =1,则f (x )的最小值为________;②若f (x )恰有2个零点,则实数a 的取值范围是________. 点评 确定函数零点的常用方法: (1)若方程易求解时,用解方程判定法;(2)数形结合法,在研究函数零点、方程的根及图象交点的问题时,当从正面求解难以入手时,可以转化为某一易入手的等价问题求解,如求解含有绝对值、分式、指数、对数、三角函数式等较复杂的函数零点问题,常转化为熟悉的两个函数图象的交点问题求解.变式训练1 (东营模拟)[x ]表示不超过x 的最大整数,例如[2.9]=2,[-4.1]=-5.已知f (x )=x -[x ](x ∈R ),g (x )=log 4(x -1),则函数h (x )=f (x )-g (x )的零点个数是( ) A.1 B.2 C.3D.4题型二 由函数零点求参数范围问题例2 (天津)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x 2+5x +4|,x ≤0,2|x -2|,x >0. 若函数y =f (x )-a |x |恰有4个零点,则实数a 的取值范围为________.点评 利用函数零点的情况求参数值或取值范围的方法:(1)利用零点存在性定理构建不等式求解.(2)分离参数后转化为求函数的值域(最值)问题求解.(3)转化为两熟悉的函数图象的上、下关系问题,从而构建不等式求解.变式训练2 (北京东城区模拟)函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且满足f (x +2)=f (x ).当x ∈[0,1]时,f (x )=2x .若在区间[-2,3]上方程ax +2a -f (x )=0恰有四个不相等的实数根,则实数a 的取值范围是______.高考题型精练1.已知x 1,x 2是函数f (x )=e -x -|ln x |的两个零点,则( ) A.1e<x 1x 2<1 B.1<x 1x 2<e C.1<x 1x 2<10D.e<x 1x 2<102.(天津)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-|x |,x ≤2,(x -2)2,x >2,函数g (x )=b -f (2-x ),其中b ∈R ,若函数y =f (x )-g (x )恰有4个零点,则b 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫74,+∞ B.⎝⎛⎭⎫-∞,74 C.⎝⎛⎭⎫0,74 D.⎝⎛⎭⎫74,23.(福州模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x ≤1,1+log 2x ,x >1,则函数f (x )的零点为( )A.12,0 B.-2,0 C.12D.04.函数f (x )=2sin πx -x +1的零点个数为( ) A.4 B.5 C.6D.75.设函数f (x )=4sin(2x +1)-x ,则在下列区间中函数f (x )不存在零点的是( ) A.[-4,-2] B.[-2,0] C.[0,2]D.[2,4]6.(课标全国Ⅰ)已知函数f (x )=ax 3-3x 2+1,若f (x )存在唯一的零点x 0,且x 0>0,则a 的取值范围是( ) A.(2,+∞)B.(-∞,-2)C.(1,+∞)D.(-∞,-1)7.定义在R 上的奇函数f (x ),当x ≥0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 0.5(x +1),0≤x <1,1-|x -3|,x ≥1,则关于x 的函数F (x )=f (x )-a (0<a <1)的所有零点之和为( ) A.1-2a B.2a -1 C.1-2-aD.2-a -18.(北京朝阳区模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x +34,x ≥2,log 2x ,0<x <2.若函数g (x )=f (x )-k 有两个不同的零点,则实数k 的取值范围是__________.9.已知函数f (x )=log a x +x -b (a >0,且a ≠1),当2<a <3<b <4时,函数f (x )的零点x 0∈(n ,n +1),n ∈N *,则n =________.10.方程2-x +x 2=3的实数解的个数为________.11.(江苏)已知函数f (x )=|ln x |,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧0,0<x ≤1,|x 2-4|-2,x >1,则方程|f (x )+g (x )|=1实根的个数为________.12.已知f (x )是以2为周期的偶函数,当x ∈[0,1]时,f (x )=x ,且在[-1,3]内,关于x 的方程f (x )=kx +k +1 (k ∈R ,k ≠-1)有四个根,则k 的取值范围是__________.答案精析函数零点问题常考题型精析例1 (1)D (2)①-1 ②⎣⎡⎭⎫12,1∪[2,+∞) 解析 (1)令x <0,则-x >0, 所以f (-x )=(-x )2+3x =x 2+3x . 因为f (x )是定义在R 上的奇函数, 所以f (-x )=-f (x ).所以当x <0时,f (x )=-x 2-3x .所以当x ≥0时,g (x )=x 2-4x +3.令g (x )=0,即x 2-4x +3=0,解得x =1或x =3.当x <0时,g (x )=-x 2-4x +3.令g (x )=0,即x 2+4x -3=0,解得x =-2+7>0(舍去)或x =-2-7.所以函数g (x )有三个零点,故其集合为{-2-7,1,3}.(2)①当a =1时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x <1,4(x -1)(x -2),x ≥1.当x <1时,f (x )=2x -1∈(-1,1), 当x ≥1时,f (x )=4(x 2-3x +2) =4⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫x -322-14≥-1, ∴f (x )min =-1.②由于f (x )恰有2个零点,分两种情况讨论: 当f (x )=2x -a ,x <1没有零点时,a ≥2或a ≤0.当a ≥2时,f (x )=4(x -a )(x -2a ),x ≥1时,有2个零点; 当a ≤0时,f (x )=4(x -a )(x -2a ),x ≥1时无零点. 因此a ≥2满足题意.当f (x )=2x -a ,x <1有一个零点时, 0<a <2.f (x )=4(x -a )(x -2a ),x ≥1有一个零点,此时a <1, 2a ≥1,因此12≤a <1.综上知实数a 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫a |12≤a <1或a ≥2.变式训练1 B [函数h (x )=f (x )-g (x )的零点个数可转化为函数f (x )与g (x )图象的交点个数,作出函数f (x )=x -[x ]=⎩⎪⎨⎪⎧…x +1,-1≤x <0,x ,0≤x <1,x -1,1≤x <2,…与函数g (x )=log 4(x -1)的大致图象如图,由图可知两函数图象的交点个数为2,即函数h (x )=f (x )-g (x )的零点个数是 2.]例2 1<a <2解析 画出函数f (x )的图象如图所示.函数y =f (x )-a |x |有4个零点,即函数y 1=a |x |的图象与函数f (x )的图象有4个交点(根据图象知需a >0).当a =2时,函数f (x )的图象与函数y 1=a |x |的图象有3个交点.故a <2.当y =a |x |(x ≤0)与y =|x 2+5x +4|相切时,在整个定义域内,f (x )的图象与y 1=a |x |的图象有5个交点,此时,由⎩⎪⎨⎪⎧y =-ax ,y =-x 2-5x -4得x 2+(5-a )x +4=0. 由Δ=0得(5-a )2-16=0,解得a =1,或a =9(舍去), 则当1<a <2时,两个函数图象有4个交点. 故实数a 的取值范围是1<a <2. 变式训练2 25<a <23解析 由f (x +2)=f (x )得函数的周期是2. 由ax +2a -f (x )=0得f (x )=ax +2a ,设y =f (x ),y =ax +2a ,作出函数y =f (x ),y =ax +2a 的图象,如图,要使方程ax +2a -f (x )=0恰有四个不相等的实数根, 则直线y =ax +2a =a (x +2)的斜率满足k AH <a <k AG , 由题意可知,G (1,2),H (3,2),A (-2,0), 所以k AH =25,k AG =23,所以25<a <23.高考题型精练1. A [在同一坐标系中画出函数y =e -x 与y =|ln x |的图象,结合图象不难看出,它们的两个交点中,其中一个交点的横坐标属于区间(0,1),另一个交点的横坐标属于区间(1,+∞),即在x 1,x 2中,其中一个属于区间(0,1),另一个属于区间(1,+∞).不妨设x 1∈(0,1),x 2∈(1,+∞),则有e -x 1=|ln x 1|=-ln x 1∈(e-1,1),e -x 2=|ln x 2|=ln x 2∈(0,e -1),e -x 2-e -x 1=ln x 2+ln x 1=ln x 1x 2∈(-1,0),于是有e -1<x 1x 2<e 0,即1e <x 1x 2<1.]2.D [方法一 当x >2时,g (x )=x +b -4,f (x )=(x -2)2; 当0≤x ≤2时,g (x )=b -x ,f (x )=2-x ; 当x <0时,g (x )=b -x 2,f (x )=2+x . 由于函数y =f (x )-g (x )恰有4个零点, 所以方程f (x )-g (x )=0恰有4个根.当b =0时,当x >2时,方程f (x )-g (x )=0可化为x 2-5x +8=0,无解; 当0≤x ≤2时,方程f (x )-g (x )=0可化为2-x -(-x )=0,无解; 当x <0时,方程f (x )-g (x )=0可化为x 2+x +2=0,无解. 所以b ≠0,排除答案B.当b =2时,当x >2时,方程f (x )-g (x )=0可化为(x -2)2=x -2,得x =2(舍去)或x =3,有1解;当0≤x ≤2时,方程f (x )-g (x )=0可化为2-x =2-x ,有无数个解;当x <0时,方程f (x )-g (x )=0可化为2-x 2=x +2,得x =0(舍去)或x =-1,有1解. 所以b ≠2,排除答案A.当b =1时,当x >2时,方程f (x )-g (x )=0可化为x 2-5x +7=0,无解; 当0≤x ≤2时,方程f (x )-g (x )=0可化为1-x =2-x ,无解; 当x <0时,方程f (x )-g (x )=0可化为x 2+x +1=0,无解.所以b ≠1,排除答案C.因此答案选D.方法二 记h (x )=-f (2-x )在同一坐标系中作出f (x )与h (x )的图象如图,直线AB :y =x -4,当直线l ∥AB 且与f (x )的图象相切时,由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +b ′,y =(x -2)2,解得b ′=-94,-94-(-4)=74,所以曲线h (x )向上平移74个单位后,所得图象与f (x )的图象有两个公共点,平移2个单位后,两图象有无数个公共点,因此,当74<b <2时,f (x )与g (x )的图象有4个不同的交点,即y =f (x )-g (x )恰有4个零点.选D.]3.D [当x ≤1时,由f (x )=2x -1=0,解得x =0;当x >1时,由f (x )=1+log 2x =0,解得x =12,又因为x >1,所以此时方程无解.综上,函数f (x )的零点只有0.] 4.B [∵2sin πx -x +1=0,∴2sin πx =x -1,图象如图所示,由图象看出y =2sin πx 与y =x -1有5个交点,∴f (x )=2sin πx -x +1的零点个数为5.]5.A [f (0)=4sin 1>0,f (2)=4sin 5-2,由于π<5<2π, 所以sin 5<0,故f (2)<0,则函数在[0,2]上存在零点;由于f (-1)=4sin(-1)+1<0,故函数在[-1,0]上存在零点,也在[-2,0]上存在零点; 令x =5π-24∈[2,4],则f (5π-24)=4sin 5π2-5π-24=4-5π-24=18-5π4>0,而f (2)<0,所以函数在[2,4]上存在零点.选A.] 6.B [f ′(x )=3ax 2-6x ,当a =3时,f ′(x )=9x 2-6x =3x (3x -2),则当x ∈(-∞,0)时,f ′(x )>0;x ∈(0,23)时,f ′(x )<0;x ∈(23,+∞)时,f ′(x )>0,注意f (0)=1,f (23)=59>0,则f (x )的大致图象如图1所示.图1不符合题意,排除A 、C.当a =-43时,f ′(x )=-4x 2-6x =-2x (2x +3),则当x ∈(-∞,-32)时,f ′(x )<0,当x ∈(-32,0)时,f ′(x )>0,当x ∈(0,+∞)时,f ′(x )<0,注意f (0)=1,f (-32)=-54,则f (x )的大致图象如图2所示.图2不符合题意,排除D.] 7.A [当0≤x <1时,f (x )≤0.由F (x )=f (x )-a =0,画出函数y =f (x )与y =a 的图象如图.函数F (x )=f (x )-a 有5个零点. 当-1<x <0时,0<-x <1,所以f (-x )=log 0.5(-x +1)=-log 2(1-x ), 即f (x )=log 2(1-x ),-1<x <0. 由f (x )=log 2(1-x )=a , 解得x =1-2a , 因为函数f (x )为奇函数,所以函数F (x )=f (x )-a (0<a <1)的所有零点之和为1-2a .] 8.⎝⎛⎭⎫34,1解析 画出函数f (x )的图象如图.要使函数g (x )=f (x )-k 有两个不同零点,只需y =f (x )与y =k 的图象有两个不同交点,则图易知k ∈⎝⎛⎭⎫34,1.9.2解析 由于2<a <3<b <4, 故f (1)=log a 1+1-b =1-b <0, 而0<log a 2<1,2-b ∈(-2,-1), 故f (2)=log a 2+2-b <0, 又log a 3∈(1,2),3-b ∈(-1,0), 故f (3)=log a 3+3-b >0,因此函数必在区间(2,3)内存在零点,故n =2. 10.2解析 方程变形为3-x 2=2-x =(12)x ,令y 1=3-x 2,y 2=(12)x .如图所示,由图象可知有2个交点.11.4解析 令h (x )=f (x )+g (x ), 则h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-ln x ,0<x ≤1,-x 2+ln x +2,1<x <2,x 2+ln x -6,x ≥2.当1<x <2时,h ′(x )=-2x +1x =1-2x 2x <0,故当1<x <2时h (x )单调递减,在同一坐标系中画出y =|h (x )|和y =1的图象如图所示.由图象可知|f (x )+g (x )|=1的实根个数为4. 12.⎝⎛⎭⎫-13,0 解析 由题意作出f (x )在[-1,3]上的图象如图,记y =k (x +1)+1,∴函数y =k (x +1)+1的图象过定点A (-1,1).记B (2,0),由图象知,方程有四个根, 即函数y =f (x )与y =kx +k +1的图象有四个交点, 故k AB <k <0,k AB =0-12-(-1)=-13,∴-13<k <0.。

专题10函数零点(原卷版)

专题10函数零点(原卷版)

《函数零点》专项突破 高考定位函数的零点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,以选择、填空题的形式考查可难可易,以大题形式出现,相对较难. 考点解析(1)零点个数的确定(2)二次函数的零点分布(3)零点与函数性质交汇(4)嵌套函数零点的确定(5)复杂函数的零点存在性定理(6)隐零点的处理(7)隐零点的极值点偏移处理 题型解析类型一、转化为二次函数的零点分布例1-1.(2022·全国·高三专题练习)已知f (x )是奇函数并且是R 上的单调函数,若函数y =f (2x 2+1)+f (λ-x )只有一个零点,则实数λ的值是( ) A .14B .18C .78-D .38-练(2022·湖北·黄冈中学模拟预测)若函数2()2a f x x ax =+-在区间(1,1)-上有两个不同的零点,则实数a 的取值范围是( ) A .2(2,)3-B .2(0,)3C .(2,)+∞D .(0,2)例1-2.(2022·湖北恩施·高三其他模拟)设函数()()2x f x x a e =+在R 上存在最小值(其中e 为自然对数的底数,a R ∈),则函数()2g x x x a =++的零点个数为( )A .0B .1C .2D .无法确定类型二、区间零点存在性定理例2-1.(2022·天津二中高三期中)已知函数()ln 1f x x x =-,则()f x 的零点所在的区间是( )A .()0,1B .()1,2C .()2,3D .()3,4练.(2022·天津·大钟庄高中高三月考)函数()2xf x x =+的零点所在的区间为( )A .()2,1--B .()1,0-C .()0,1D .()1,2类型三、利用两图像交点判断函数零点个数例3-1(一个曲线一个直线)14.(2022·黑龙江·哈尔滨三中高三期中(文))设函数222,0()lg ,0x x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨>⎪⎩,则函数()1y f x =-的零点个数为( ) A .1个 B .2个 C .3个 D .0个练.已知m 、n 为函数()1ln xf x ax x+=-的两个零点,若存在唯一的整数()0,x m n ∈则实数a 的取值范围是( ) A .ln 3,92e e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭ B .ln 20,4e ⎛⎫ ⎪⎝⎭ C .0,2e ⎛⎫ ⎪⎝⎭D .ln 2,14e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭例3-2(一个曲线一个直线)(2018·浙江·绍兴市柯桥区教师发展中心高三学业考试)已知函数()()()()22,22,2x x f x x x ⎧-≤⎪=⎨->⎪⎩,函数()()2g x b f x =--,若函数()()y f x g x =-恰有4个零点,则实数b 的取值范围为_______.例3-3【一个曲线和一个倾斜直线】【2022福建省厦门市高三】已知函数()221,20, ,0,xx x x f x e x ⎧--+-≤<=⎨≥⎩若函数()()g x f x ax a =-+存在零点,则实数a 的取值范围为__________.例3-4(两个曲线)(2022·全国·高三专题练习)函数2π()2sin sin()2f x x x x =+-的零点个数为________.(两个曲线)(2022·四川·高三期中(理))已知定义在R 上的函数()f x 和()1f x +都是奇函数,当(]0,1x ∈时,21()log f x x=,若函数()()sin()F x f x x π=-在区间[1,]m -上有且仅有10个零点,则实数m 的最小值为( ) A .3 B .72C .4D .92(两个曲线)【2022河北省武邑中学高三】若定义在R 上的偶函数()f x 满足()()2f x f x +=,且当[]0,1x ∈时, ()f x x =,则函数()3log y f x x =-的零点个数是( )A . 6个B . 4个C . 3个D . 2个例3-5(直接解出零点)(2022·四川·高三月考(理))函数()25sin sin 1f x x x =--在5π5π,22x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦上的零点个数为( ) A .12 B .14 C .16 D .18类型三、利用周期性判断零点个数例3-1.(2022·广东·高三月考)已知定义域为R 的函数()y f x =在[0,10]上有1和3两个零点,且(2)y f x =+与(7)y f x =+都是偶函数,则函数()y f x =在[0,2013]上的零点个数为( ) A .404 B .804C .806D .402例3-2.偶函数()f x 满足()()44f x f x +=-,当(]0,4x ∈时,()()ln 2x f x x=,不等式()()20f x af x +>在[]200,200-上有且只有200个整数解,则实数a 的取值范围是( ) A .1ln6,ln23⎛⎤- ⎥⎝⎦B .1ln2,ln63⎡⎫--⎪⎢⎣⎭C .1ln2,ln63⎛⎤-- ⎥⎝⎦D .1ln6,ln23⎛⎫- ⎪⎝⎭类型四、零点之和例4-1.(2022·全国·高三专题练习(文))已知函数()1sin sin f x x x=+,定义域为R 的函数()g x 满足()()0g x g x -+=,若函数()y f x =与()y g x =图象的交点为()()()112266,,,,,,x y x y x y ⋯,则()61i j i x y =+=∑( )A .0B .6C .12D .24例4-2(2022·新疆·克拉玛依市教育研究所模拟预测(理))已知定义在R 上的奇函数()f x 满足()()2f x f x =-,当[]1,1x ∈-时,()3f x x =,若函数()()()4g x f x k x =--的所有零点为()1,2,3,,i x i n =,当1335k <<时,1nii x==∑( )A .20B .24C .28D .36类型五、等高线的使用例5-1.(2022·福建宁德·高三期中)已知函数()()8sin ,02log 1,2x x f x x x π≤≤⎧=⎨->⎩,若a 、b 、c 互不相等,且()()()f a f b f c ==,则a b c ++的取值范围是___________.例5-2(2022·山西太原·高三期中)设函数22log (1),13()(4),3x x f x x x ⎧-<≤⎪=⎨->⎪⎩,()f x a =有四个实数根1x ,2x ,3x ,4x ,且1234x x x x <<<,则()3412114x x x x ++的取值范围是( )A .109,32⎛⎫ ⎪⎝⎭B .(0,1)C .510,23⎛⎫ ⎪⎝⎭D .3,22⎛⎫ ⎪⎝⎭例5-3(2022·吉林吉林·高三月考(理))()22,01ln ,0x x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨+>⎪⎩,若存在互不相等的实数a ,b ,c ,d 使得()()()()f f b f d m a c f ====,则下列结论中正确的为( )①()0,1m ∈;①()122e 2,e 1a b c d --+++∈--,其中e 为自然对数的底数; ①函数()y f x x m =--恰有三个零点. A .①① B .①① C .①① D .①①①例5-4.(2022·辽宁实验中学高三期中)已知函数()266,1ln 1,1x x x f x x x ⎧---≤⎪=⎨+>⎪⎩,若关于x 的方程()f x m =恰有三个不同实数解123x x x <<,则关于n 的方程()()121222356516n x x x x x -+=++-的正整数解取值可能是( ) A .1 B .2 C .3 D .4类型六、嵌套函数零点例6-1.(2022·黑龙江·哈尔滨三中高三期中(理))设函数()32,0lg ,0x x f x x x +≤⎧=⎨>⎩,则函数()()12y f f x =-的零点个数为( )A .1个B .2个C .3个D .4个例6-2.(2022·天津市第四十七中学高三月考)已知函数()2e ,0,0x x f x x x ⎧≤⎪=⎨>⎪⎩,2()2g x x x =-+(其中e 是自然对数的底数),若关于x 的方程(())g f x m =恰有三个不等实根123,,x x x ,且123x x x <<,则12322x x x -+的最大值为___________.例6-3(2022·全国·高三专题练习)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________.例6-4. 已知函数f(x)={e |x−1|,x >0−x 2−2x +1,x ≤0 ,若关于x 的方程f 2(x)−3f(x)+a =0(a ∈R)有8个不等的实数根,则a 的取值范围是( ) A . (0,14) B . (13,3) C . (1,2) D . (2,94)类型七、隐零点处理例7-1.(1)已知函数f(x)=x 2+πcos x ,求函数f(x)的最小值;(2)已知函数()()32213210f x x ax a x a a ⎛⎫=++++> ⎪⎝⎭,若()f x 有极值,且()f x 与()f x '(()f x '为()f x 的导函数)的所有极值之和不小于263-,则实数a 的取值范围是( ) A .(]0,3 B .(]1,3 C .[]1,3 D .[)3,+∞例7-2已知函数()ln()(0)x af x ex a a -=-+>.(1)证明:函数()'f x 在(0,)+∞上存在唯一的零点;(2)若函数()f x 在区间(0,)+∞上的最小值为1,求a 的值.例7-3已知函数()xf x xe =,()lng x x x =+.若()()()21f x g x b x -≥-+恒成立,求b 的取值范围.例7-4已知函数()()22e xx x f a x =-+.(1)讨论函数()f x 的单调性;(2)当1a =时,判断函数()()21ln 2g x f x x x -+=零点的个数,并说明理由.类型八、隐零点之极值点偏离类型一、目标与极值点相关思想:偏离−−→−转化对称 步骤:(1)利用单调性与零点存在定理判定零点个数 (2)确定极值点(3)确定零点所在区域 (4)构造对称函数类型二、目标与极值点不相关 步骤:(1)利用单调性与零点存在定理判定零点个数 (2)确定极值点(3)确定零点所在区域(4)寻找零点之间的关系,消元换元来解决例8-1.(2022·江苏高三开学考试)已知函数()ln af x x x=+(a ∈R )有两个零点.(1)证明:10ea <<. (2)若()f x 的两个零点为1x ,2x ,且12x x <,证明:a x x 221>+.(3)若()f x 的两个零点为1x ,2x ,且12x x <,证明:.121<+x x练、已知函数f(x)=x 2+πcos x. (1)求函数f(x)的最小值;(2)若函数g(x)=f(x)-a 在(0,+∞)上有两个零点x 1,x 2,且x 1<x 2,求证:x 1+x 2<π.练、已知函数21()1xx f x e x-=+. (①)求()f x 的单调区间;(①)证明:当12()()f x f x = 12()x x ≠时,120x x +<练、已知函数f(x)=xe -x .(1)求函数f(x)的单调区间和极值; (2)若x 1≠x 2且f(x 1)=f(x 2),求证:x 1+x 2>2.练、已知函数f(x)=xln x 的图象与直线y =m 交于不同的两点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).求证:x 1x 2<1e 2.练(2022·沙坪坝区·重庆八中)已知函数()222ln f x x ax x =-+(0a >).(1)讨论函数()f x 的单调性;(2)设()2ln g x x bx cx =--,若函数()f x 的两个极值点1x ,2x (12x x <)恰为函数()g x 的两个零点,且()12122x x y x x g '+⎛⎫=- ⎪⎝⎭的取值范围是[)ln31,-+∞,求实数a 的取值范围.练.已知2()4ln f x x x a x =-+.已知函数()f x 有两个极值点12x x ,(12x x <),若123()20f x mx ->恒成立,试求m 的取值范围.。

函数概念与基本初等函数(选填压轴题)(原卷版)-【挑战压轴题】备战2023年高考数学高分必刷必过题

 函数概念与基本初等函数(选填压轴题)(原卷版)-【挑战压轴题】备战2023年高考数学高分必刷必过题

专题02函数概念与基本初等函数(选填压轴题)一、函数及其表示①抽象函数定义域②复合函数定义域③根式型、分式型求值域④抽象函数的值域⑤复合函数的值域⑥根据值域求参数二、函数的基本性质①单调性(复合函数的单调性)②函数的值域(复合函数的值域)③恒成立(能成立)问题④奇偶性⑤周期性⑥对称性⑦函数奇偶性+单调性+对称性联袂三、分段函数①分段函数求值域或最值②根据分段函数的单调性求参数四、函数的图象①特殊值②奇偶性③单调性④零点⑤极限联袂五、二次函数①二次函数的单调性②二次函数的值域(最值)六、指对幂函数①单调性②值域③图象④复合型七、函数与方程①函数的零点(方程的根)的个数②已知函数的零点(方程的根)的个数,求参数③分段函数的零点(根)的问题④二分法八、新定义题①高斯函数②狄利克雷函数③劳威尔不动点④黎曼函数⑤纳皮尔对数表⑥同族函数⑦康托尔三分集⑧太极图一、函数及其表示1.(2022·浙江·高三专题练习)已知函数(2)x y f =的定义域是[]1,1-,则函数3(log )f x 的定义域是()A .[]1,1-B .1,33⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .[]1,3D .2.(2022·北京师大附中高一期末)已知函数()f x x =,()2g x ax x =-,其中0a >,若[]11,3x ∀∈,[]21,3x ∃∈,使得()()()()1212f x f x g x g x =成立,则=a ()A .32B .43C .23D .123.(2022·河南南阳·高一期末)若函数()f x 的定义域为[]0,2,则函数()()lg g x f x =的定义域为______.4.(2022·全国·高三专题练习)已知函数22211x x y f x x ⎛⎫+-= ⎪+-⎝⎭的定义域是[)1,+∞,则函数()y f x =的定义域是_______.5.(2022·全国·高三专题练习)设2()lg2xf x x+=-,则2(()2x f f x +的定义域为_______.6.(2022·江西·赣州市赣县第三中学高一开学考试)函数()f x =______.7.(2022·上海·高三专题练习)函数y =_____.8.(2022·上海·模拟预测)若函数()y f x =的值域是1[,3]2,则函数1()(21)(21)F x f x f x =+++的值域是________.9.(2022·全国·高一)函数2y =的值域是________________.10.(2021·全国·高一专题练习)已知函数22y x x =+在闭区间[,]a b 上的值域为[1,3]-,则⋅a b 的最大值为________.二、函数的基本性质1.(2021·江苏·海安高级中学高一阶段练习)已知函数()()2ln 122x xf x x -=-++,则使不等式()()12f x f x +<成立的x 的取值范围是A .()(),11,-∞-+∞U B .()2,1--C .()1,1,3⎛⎫-∞-+∞ ⎪⎝⎭ D .()(),21,-∞-⋃+∞2.(2021·江苏·高一单元测试)已知函数()f x 的定义域是()0+∞,,且满足()()()f xy f x f y =+,112f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,如果对于0x y <<,都有()()f x f y >,不等式()()32f x f x -+-≥-的解集为()A .[)(]1034-⋃,,B .112⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,C .[)43--,D .[)10-,3.(2022·吉林·梅河口市第五中学高一期末)已知函数()22ln 1f x x x x =-+-,若实数a 满足()()121f a f a ->-,则实数a 的取值范围是()A .40,3⎛⎫ ⎪⎝⎭B .(),0∞-C .41,3⎛⎫ ⎪⎝⎭D .()40,11,3⎛⎫⎪⎝⎭4.(2022·北京·高三专题练习)已知函数()f x 的定义域为R ,当[2x ∈,4]时,224,23()2,34x x x f x x x x⎧-+⎪=⎨+<⎪⎩ ,()1g x ax =+,若对1[2x ∀∈,4],2[2x ∃∈-,1],使得21()()g x f x ,则正实数a 的取值范围为()A .(0,2]B .(0,7]2C .[2,)+∞D .7[2,)+∞5.(2022·全国·高三专题练习)已知函数2()21x x mf x +=+(01x ≤≤),函数()(1)g x m x=-(12x ≤≤).若任意的[]10,1x ∈,存在[]21,2x ∈,使得()()12f x g x =,则实数m 的取值范围为()A .51,3⎛⎤ ⎥⎝⎦B .[]2,3C .52,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .55,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦6.(多选)(2022·湖北·沙市中学高一期末)定义在R 上的函数()f x 满足()()22f x f x +=,且当[]2,4x ∈时,()224,232,34x x x f x x x x⎧-+≤≤⎪=⎨+<≤⎪⎩,()1g x ax =+,若任给[]12,0x =-,存在[]22,1x ∈-,使得()()21g x f x =,则实数a 的取值可以为()A .12-B .14-C .18-D .187.(2022·河北·高三阶段练习)函数()212x ax bf x -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的最大值为2,且在1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦上单调递增,则a 的范围是______,4b a+的最小值为______.8.(2022·全国·模拟预测)已知函数()f x 的定义域()(),00,D =-∞⋃+∞,对任意的1x ,2x D ∈,都有()()()12123f x x f x f x =+-,若()f x 在()0,∞+上单调递减,且对任意的[)9,t ∈+∞,()f m >m 的取值范围是______.9.(2022·河北省唐县第一中学高一期中)设函数()()20.5log 23f x x x =--,则()f x 的单调递增区间为_________.10.(2022·山西吕梁·高一期末)已知函数2231()2--=ax x y 在区间(-1,2)上单调递增,则实数a 的取值范围是_________.11.(2022·安徽省舒城中学高一阶段练习)已知函数2()43f x x x =-+,()52g x mx m =+-,若对任意的[]11,4x ∈,总存在[]21,4x ∈,使12()()f x g x =成立,则实数m 的取值范围是________.12.(2022·上海·曹杨二中高一期末)已知常数0a >,函数()y f x =、()y g x =的表达式分别为()21x f x ax =+、()3ag x x =-.若对任意[]1,x a a ∈-,总存在[]2,x a a ∈-,使得()()21f x g x ≥,则a 的最大值为______.13.(2022·全国·高三专题练习)设函数()123f x ax b x=--,若对任意的正实数a 和实数b ,总存在[]01,4x ∈,使得()0f x m >,则实数m 的取值范围是______.14.(2022·上海·高三专题练习)已知t 为常数,函数22y x x t =--在区间[0,3]上的最大值为2,则t =_____________15.(2022·重庆市万州第二高级中学高二阶段练习)已知函数2()(1)ln 1f x a x ax =+++(1a <-)如果对任意12,(0,)x x ∈+∞,1212()()4|f x f x x x -≥-,则a 的取值范围为_____________.16.(2022·浙江宁波·高一期末)已知()()()e 1ln 21x af x x a -=-+-,若()0f x ≥对()12,x a ∈-+∞恒成立,则实数=a ___________.17.(2022·湖南长沙·高三阶段练习)已知函数2()f x x =,()21g x a x =-,a 为常数.若对于任意x 1,x 2∈[0,2],且x 1<x 2,都有1212()()()()f x f x g x g x --<,则实数a 的取值范围是___________.18.(2022·上海·高三专题练习)已知函数()800x x f x x x a x ⎧-<⎪=⎨⎪-≥⎩,若对任意的[)12,x ∈+∞,都存在[]22,1x ∈--,使得()()12f x f x a ⋅≥,则实数a 的取值范围为___________.19.(2022·全国·高三专题练习)设函数2()f x x ax b =++,对于任意的实数a ,b ,总存在0[0,4]x ∈,使得()f x t ≥成立,则实数t 的取值范围是________.三、分段函数1.(2022·江苏南京·三模)已知()22,0,0x x f x x x ⎧≥=⎨-<⎩,若∀x ≥1,f (x +2m )+mf (x )>0,则实数m 的取值范围是()A .(-1,+∞)B .1,4⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭C .(0,+∞)D .1,12⎛⎫- ⎪⎝⎭2.(2022·河南·二模(理))已知函数1,01()ln ,1x x f x x x -≤≤⎧=⎨>⎩,若()()f a f b =,且a b ¹,则()()bf a af b +的最大值为()A .0B .(3ln 2)ln 2-⋅C .1D .e3.(2022·宁夏·银川一中三模(文))已知()242,01,0x x m x f x x x x +⎧-+≤⎪=⎨+>⎪⎩的最小值为2,则m 的取值范围为()A .(],3-∞B .(],5-∞C .[)3,+∞D .[)5,+∞4.(2022·北京丰台·一模)已知函数()32,,3,x x a f x x x x a -<⎧=⎨-≥⎩无最小值,则a 的取值范围是()A .(,1]-∞-B .(,1)-∞-C .[1,)+∞D .(1,)+∞5.(2022·四川攀枝花·二模(文))已知函数()()222,1e ,1xx ax a x f x a R ax x ⎧-+≤=∈⎨->⎩,若关于x 的不等式()0f x ≥恒成立,则实数a 的取值范围为()A .[]0,1B .[]0,2C .[]1,e D .[]0,e6.(2022·浙江·高三专题练习)已知函数()22,,14,,xx a f x x x x x a ⎧<⎪=+⎨⎪-+≥⎩则当5a =时,函数()f x 有______个零点;记函数()f x 的最大值为()g a ,则()g a 的值域为______.7.(2022·北京市十一学校高三阶段练习)已知函数()2ln ,021,0x x f x kx x x ⎧>=⎨+-≤⎩,给出下列命题:(1)无论k 取何值,()f x 恒有两个零点;(2)存在实数k ,使得()f x 的值域是R ;(3)存在实数k 使得()f x 的图像上关于原点对称的点有两对;(4)当1k =时,若()f x 的图象与直线1y ax =-有且只有三个公共点,则实数a 的取值范围是()0,2.其中,所有正确命题的序号是___________.8.(2022·贵州·遵义市南白中学高一期末)已知函数1,0()lg ,0x x f x x x ⎧+<=⎨>⎩,()g x ²222x x λ=-+-,若关于x 的方程(())f g x λ=(R λ∈)恰好有6个不同的实数根,则实数λ的取值范围为_______.9.(2022·河南·鹤壁高中模拟预测(文))已知(),01e ,1x x xf x x <<⎧=⎨≥⎩,若存在210x x >>,使得()()21e f x f x =,则()12x f x ⋅的取值范围为___________.四、函数的图象1.(2022·全国·高三专题练习)已知函数2sin 62()41x x x f x π⎛⎫⋅+ ⎪⎝⎭=-,则()f x 的图象大致是()A.B .C .D .2.(2021·浙江省三门中学高三期中)已知函数()f x 的图像如图,则该函数的解析式可能是()A .ln xe x⋅B .ln xx e C .ln xx e +D .ln xe x-3.(2022·江西·景德镇一中高一期中)已知函数()f x =()A .B .C .D .4.(多选)(2022·全国·高三专题练习)函数()()2,,R ax bf x a b c x c+=∈+的图象可能为()A .B .C .D .5.(多选)(2022·福建·莆田二中高三开学考试)函数2||()x f x x a=+的大致图象可能是()A .B .C .D .6.(多选)(2021·河北省唐县第一中学高一阶段练习)已知()2xf x x a=-的图像可能是()A .B .C .D .五、二次函数1.(2022·江西景德镇·三模(理))已知二次函数()2f x ax bx c =++(其中0ac <)存在零点,且经过点()1,3和()1,3-.记M 为三个数a ,b ,c 的最大值,则M 的最小值为()A .32B .43C .54D .652.(2022·浙江·高三专题练习)设I M 表示函数()242f x x x =-+在闭区间I 上的最大值.若正实数...a 满足[][]0,,22a a a M M ≥,则正实数a 的取值范围是()A .122⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .2⎡⎤⎣⎦C .2,2⎡⎣D .24⎡⎤+⎣⎦3.(2022·安徽·界首中学高一期末)已知函数()()212f x x mx x =++∈R ,且()y f x =在[]0,2x ∈上的最大值为12,若函数()()2g x f x ax =-有四个不同的零点,则实数a 的取值范围为()4.(2022·湖南长沙·高三阶段练习)已知函数2()f x x =,()21g x a x =-,a 为常数.若对于任意x 1,x 2∈[0,2],且x 1<x 2,都有1212()()()()f x f x g x g x --<,则实数a 的取值范围是___________.5.(2022·浙江·高三专题练习)对于函数()()y f x y g x ==,,若存在0x ,使()()00 f x g x =-,则称()()()()0000M x f x N x g x --,,,是函数()f x 与()g x 图象的一对“雷点”.已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,当0x ≥时,恒有()()1f x f x +=,且当10x -<≤时,()f x x =.若()()()2120g x x a x =++-<<,函数()f x 与()g x 的图象恰好存在一对“雷点”,则实数a 的取值范围为____________________.6.(2022·江西·贵溪市实验中学高二期末)函数21()43f x ax ax =++的定义域为(,)-∞+∞,则实数a 的取值范围是___________.7.(2022·湖北·一模)若函数()f x 的定义域为R ,对任意的12,x x ,当12x x D -∈时,都有()()12f x f x D -∈,则称函数f (x )是关于D 关联的.已知函数()f x 是关于{4}关联的,且当[)4,0x ∈-时,()26f x x x =+.则:①当[)0,4x ∈时,函数()f x 的值域为___________;②不等式()03f x <<的解集为___________.六、指对幂函数1.(2022·山西·太原五中高三阶段练习(理))正实数,,a b c 满足422,33,log 4a b a b c c -+=+=+=,则实数,,a b c 之间的大小关系为()A .b a c <<B .a b c <<C .a c d<<D .b c a <<2.(2022·山东·模拟预测)若282log 323log +=⋅+a b a b ,则()A .12b a b<<B .2<<+b a b C .23b a b<<D .1132b a b<<3.(2022·广东·模拟预测)已知()222022log f x x x =+,且()60.20.2log 11,lg ,4102022a f b f c f -⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则,,a b c 之间的大小关系是__________.(用“<”连接)4.(2022·上海·华东师范大学附属东昌中学高三阶段练习)若关于x 的不等式()14log 321x x λ+⋅≤对任意的[)0,x ∈+∞恒成立,则实数λ的取值范围是______.5.(2022·云南·曲靖一中高二期中)函数()21949192120212049x f x x x x=--+,[]1949,2022α∃∈,对[],2049m β∀∈,()()f f αβ<都成立,则m 的取值范围(用区间表示)是_______6.(2022·江西宜春·模拟预测(文))若1,22x ⎡⎤∀∈⎢⎥⎣⎦,不等式2122log 0x x x ax -+<恒成立,则实数a 的取值范围为___________.7.(2022·天津·二模)已知()4log 41log x y +=+2x y +的最小值为__________.8.(2022·陕西·榆林市第十中学高二期中(文))要使函数124x x y a =++⋅在(],1x ∈-∞时恒大于0,则实数a 的取值范围是______.七、函数与方程1.(2022·天津·南开中学模拟预测)已知函数()2221,12810,1x x x f x x x x ⎧++≤=⎨-+>⎩,若函数()()1g x f x x a =+--恰有两个零点则实数a 的取值范围是()A .()723,4,48∞⎛⎫⋃+ ⎪⎝⎭B .23,48⎛⎫ ⎪⎝⎭C .23,8∞⎛⎫+ ⎪⎝⎭D .7,4⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭2.(2022·安徽·蚌埠二中模拟预测(理))已知1120xx +=,222log 0x x +=,3233log 0x x --=,则()A .123x x x <<B .213x x x <<C .132x x x <<D .231x x x <<3.(2022·甘肃·临泽县第一中学高二期中(文))若函数2()(1)1x f x m x x =--+在区间(1,1)-上有2个零点()1212,x x x x <,则21e xx +的取值范围是()A .(1,e 1)-B .(2,e 1)+C .(1,)+∞D .(e 1,)-+∞4.(2022·山西·太原五中高三阶段练习(理))正实数,,a b c 满足422,33,log 4a b a b c c -+=+=+=,则实数,,a b c 之间的大小关系为()A .b a c <<B .a b c <<C .a c d<<D .b c a<<5.(2022·全国·模拟预测)已知函数()()22,22cos π,24xx f x x x ⎧-≤⎪=⎨<≤⎪⎩,实数123,,x x x ,4x 是函数()y f x m =-的零点,若1234x x x <<<,则132314242222x x x x x x x x +++++++的取值范围为()A .[)16,20B .()C .[)64,80D .()6.(2022·浙江·效实中学模拟预测)已知函数()2222x xf x --=+,对任意的实数a ,b ,c ,关于x 的方程()()20a f x bf x c ++=⎡⎤⎣⎦的解集不可能是()A .{}1,3B .{}1,2,3C .{}0,2,4D .{}1,2,3,47.(2022·陕西·模拟预测(理))已知1x 是方程32x x ⋅=的根,2x 是方程3log 2x x ⋅=的根,则12x x ⋅的值为()A .2B .3C .6D .108.(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 ___________.9.(2022·内蒙古呼和浩特·二模(文))若2log 3x x ⋅=,23y y ⋅=,ln 3z z ⋅=,则x 、y 、z 由小到大的顺序是___________.八、新定义题1.(2022·广东·梅州市梅江区梅州中学高一阶段练习)设x ∈R ,用[x ]表示不超过x 的最大整数,则[]y x =称为高斯函数.例如:[][]3, 5.1π=-6=-.已知函数()221xf x x =+,则函数()]y f x ⎡=⎣的值域为()A .{0,1-}B .{1-,1}C .{0,1}D .{1-,0,1}2.(2022·广东·华南师大附中高一期中)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,用其名字命名的“高斯函数”为:设x ∈R ,用[]x 表示不超过x 的最大整数,则[]y x =称为高斯函数,例如:[]0.51-=-,[]1.51=,已知函数()()2134142f x x x x =-+<<,则函数()y f x ⎡⎤=⎣⎦的值域为()A .13,22⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .{}1,0,1-C .{}1,0,1,2-D .{}0,1,23.(2022·上海民办南模中学高三阶段练习)德国数学家狄利克雷是解析数论的创始人之一,以其名命名狄利克雷函数的解析式为()0,1,x Qf x x Q ∉⎧=⎨∈⎩,关于狄利克雷函数()f x ,下列说法不正确的是().A .对任意x ∈R ,()()1f f x =B .函数()f x 是偶函数C .任意一个非零实数T 都是()f x 的周期D .存在三个点()()11,A x f x 、()()22,B x f x 、()()33,C x f x ,使得ABC 为正三角形4.(2022·新疆·一模(理))德国著名数学家狄利克雷在数学领域成就显著,是解析数论的创始人之一.以其命名的函数()1,0,x f x x ⎧=⎨⎩为有理数为无理数,称为狄利克雷函数,则关于函数()f x ,下列说法正确的是()A .()f x 的定义域为{}0,1B .()f x 的值域为[]0,1C .x R ∃∈,()()0f f x =D .任意一个非零有理数T ,()()f x T f x +=对任意x ∈R 恒成立5.(2022·河南·鹤壁高中模拟预测(文))黎曼函数是一个特殊的函数,由德国数学家波恩哈德·黎曼发现并提出,在高等数学中有着广泛的应用.黎曼函数定义在[]0,1上,其解析式为:()[]1,,,0,0,10,1q q x p q p p p R x x ⎧⎛⎫=⎪ ⎪=⎨⎝⎭⎪=⎩当都是正整数是既约真分数当或上的无理数.若函数()f x 是定义在实数集上的偶函数,且对任意x 都有()()20f x f x ++=,当[]0,1x ∈时,()()f x R x =,则()2022ln 20225f f ⎛⎫--= ⎪⎝⎭()A .15B .25C .25-D .15-6.(2022·吉林长春·模拟预测(文))纳皮尔是苏格兰数学家,其主要成果有球面三角中纳皮尔比拟式、纳皮尔圆部法则(1614)和纳皮尔算筹(1617),而最大的贡献是对数的发明,著有《奇妙的对数定律说明书》,并且发明了对数尺,可以利用对数尺查询出任意一对数值.现将物体放在空气中冷却,如果物体原来的温度是()1T ℃,空气的温度是()0T ℃,经过t 分钟后物体的温度T (℃)可由公式1034log T T t T T -=-得出,如温度为90℃的物体,放在空气中冷却约5分钟后,物体的温度是30℃,若根据对数尺可以查询出3log 20.6309=,则空气温度约是()A .5℃B .10℃C .15℃D .20℃7.(2022.安徽.淮南第二中学高二阶段练习)纳皮尔在他的《奇妙的对数表》一书中说过:没有什么比大数的运算更让数学工作者头痛,更阻碍了天文学的发展.许凯和斯蒂菲尔这两个数学家都想到了构造了如下一个双数列模型的方法处理大数运算.012345678910124816326412825651210241112...19202122232425 (2048)4096…52428810485762097152419430483886081677721633554432…如5121024⨯,我们发现512是9个2相乘,1024是10个2相乘.这两者的积,其实就是2的个数做一个加法.所以只需要计算91019+=.那么接下来找到19对应的数524288,这就是结果了.若()4log 202112261314520x =⨯,则x 落在区间()A .()1516,B .()22,23C .()42,44D .()44,468.(2022·内蒙古·赤峰红旗中学松山分校高一期末(文))纳皮尔是苏格兰数学家,其主要成果有球面三角中纳皮尔比拟式、纳皮尔圆部法则(1614)和纳皮尔算筹(1617),而最大的贡献是对数的发明,著有《奇妙的对数定律说明书》,并且发明了对数尺,可以利用对数尺查询出任意一对数值.现将物体放在空气中冷却,如果物体原来的温度是1T (℃),空气的温度是0T (℃),经过t 分钟后物体的温度T (℃)可由公式3104log T T t T T -=-得出,如温度为90℃的物体,放在空气中冷却2.5236分钟后,物体的温度是50℃,若根据对数尺可以查询出3log 20.6309=,则空气温度是()A .5℃B .10℃C .15℃D .20℃9.(2022·山西·朔州市平鲁区李林中学高一阶段练习)16、17世纪,随着社会各领域的科学知识迅速发展,庞大的数学计算需求对数学运算提出了更高要求,改进计算方法,提高计算速度和准确度成了当务之急.苏格兰数学家纳皮尔发明了对数,是简化大数运算的有效工具,恩格斯曾把纳皮尔的对数称为十七世纪的三大数学发明之一.已知ln 20.6931≈,ln 3 1.0986≈,设536N =,则N 所在的区间为(e 2.71828= 是自然对数的底数)()A .()1718,e eB .()1819,e eC .()1920,e eD .()2122,e e10.(2022·新疆石河子一中高三阶段练习(理))16、17世纪之交,苏格兰数学家纳皮尔发明了对数,在此基础上,布里格斯制作了第一个常用对数表,在科学技术中,还常使用以无理数e 为底数的自然对数,其中e 2.71828=⋅⋅⋅称之为“欧拉数”,也称之为“纳皮尔数”对数)x1.3102 3.190 3.797 4.71557.397ln x0.27000.69311.1600 1.33421.550 1.60942.001A .3.797B .4.715C .5D .7.39711.(2022·福建泉州·模拟预测)1883年,德国数学家康托提出了三分康托集,亦称康托尔集.下图是其构造过程的图示,其详细构造过程可用文字描述为:第一步,把闭区间[0,1]平均分成一段,去掉中间的一段,剩下两个闭区间10,3⎡⎤⎢⎥⎣⎦和2,13⎡⎤⎢⎥⎣⎦;第二步,将剩下的两个闭区间分别平均分为二段,各自去掉中间的一段,剩下四段闭区间:10,9⎡⎤⎢⎥⎣⎦,21,93⎡⎤⎢⎥⎣⎦,27,39⎡⎤⎢⎥⎣⎦,8,19⎡⎤⎢⎥⎣⎦;如此不断的构造下去,最后剩下的各个区间段就构成了二分康托集.若经历n 步构造后,20212022不属于剩下的闭区间,则n 的最小值是()A .7B .8C .9D .1012.(2022·全国·高三专题练习)广为人知的太极图,其形状如阴阳两鱼互纠在一起,因而被习称为“阴阳鱼太极图”如图是放在平面直角坐标系中的“太极图”整个图形是一个圆形区域224x y +≤.其中黑色阴影区域在y 轴左侧部分的边界为一个半圆.已知符号函数1,0sgn()0,01,0x x x x >⎧⎪==⎨⎪-<⎩,则当224x y +≤时,下列不等式能表示图中阴影部分的是()A .()22(sgn())10x x y x +--≤B .()22(sgn())10y x y y -+-≤C .()22(sgn())10x x y x +--≥D .()22(sgn())10y x y y -+-≥13.(多选)(2022·安徽·高一期中)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,设x ∈R ,用[]x 表示不超过x 的最大整数,[]y x =也被称为“高斯函数”,例如:[][]1.61, 2.13=-=-,设函数()[]1f x x x =+-,则下列关于函数()f x 叙述正确的是()A .()f x 为奇函数B .()1f x =⎡⎤⎣⎦C .()f x 在()01,上单调递增D .()f x 有最大值无最小值14.(多选)(2022·贵州贵阳·高一期末)历史上第一个给出函数一般定义的是19世纪数学家秋利克需(Dirichlet ),他是最早倡导严格化方法的数学家之一,狄利克雷在1829年给出了著名的狄利克雷函数:1,()0,x Qf x x Q ∈⎧=⎨∉⎩(Q 是有理数集),狄利克雷函数的出现表示数学家们对数学的理解发生了深刻的变化,从研究“算”转变到了研究“概念、性质、结构”.一般地,广文的秋利克雷函数可以定义为:,,(),,a x Q D x b x Q ∈⎧=⎨∉⎩(其中,a b ∈R ,且a b ¹).以下对()D x 说法正确的有()A .()D x 的定义域为RB .()D x 是非奇非偶函数C .()D x 在实数集的任何区间上都不具有单调性D .任意非零有理数均是()D x 的周期15.(多选)(2022·吉林·农安县教师进修学校高一期末)在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它可以应用到有限维空间并构成了一般不动点定理的基石.布劳威尔不动点定理得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔(L .E .J .Brouwer ),简单地讲就是对于满足一定条件的连续函数()f x ,如果存在一个点0x ,使得()00f x x =,那么我们称该函数为“不动点函数”,下列为“不动点函数”的是()A .()sin f x x x=+B .()23f x x x =--C .()221,12,1x x f x x x ⎧-≤⎪=⎨->⎪⎩D .()1f x x x=-16.(多选)(2021·吉林油田高级中学高一期中)在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它可应用到有限维空间,并构成一般不动点定理的基石.布劳威尔不动点定理得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔(L.E.J.Brouwer ),简单的讲就是对于满足一定条件的连续函数()f x ,存在一个点0x ,使得()00f x x =,那么我们称该函数为“不动点”函数,下列为“不动点”函数的是()A .()2xf x x=+B .()23f x x x =--C .()x f x x=-D .()ln 1f x x =+17.(多选)(2022·山东·广饶一中高一开学考试)中国传统文化中很多内容体现了数学的“对称美”,如图所示的太极图是由黑白两个鱼形纹组成的图案,俗称阴阳鱼,太极图展现了一种相互转化,相对统一的和谐美,定义:圆O 的圆心在原点,若函数的图像将圆O 的周长和面积同时等分成两部分,则这个函数称为圆O 的一个“太极函数”,则()A .对于圆O ,其“太极函数”有1个B .函数()()()2200x x x f x x x x ⎧-≥⎪=⎨--<⎪⎩是圆O 的一个“太极函数”C .函数()33f x x x =-不是圆O 的“太极函数”D .函数())lnf x x =是圆O 的一个“太极函数”18.(2022·山东·德州市教育科学研究院二模)十九世纪下半叶集合论的创立,奠定了现代数学的基础,著名的“康托三分集”是数学理性思维的构造产物,具有典型的分形特征,其操作过程如下:将闭区间[0,1]均分为三段,去掉中间的区间段12,33⎛⎫⎪⎝⎭,记为第1次操作;再将剩下的两个区间10,3⎡⎤⎢⎥⎣⎦,2,13⎡⎤⎢⎥⎣⎦分别均分为三段,并各自去掉中间的区间段,记为第2次操作...;每次操作都在上一次操作的基础上,将剩下的各个区间分别均分为三段,同样各自去掉中间的区间段:操作过程不断地进行下去,剩下的区间集合即是“康托三分集”,第三次操作后,依次从左到右第三个区间为___________,若使前n 次操作去掉的所有区间长度之和不小于2627,则需要操作的次数n 的最小值为____________.(lg 20.30=,lg 30.47=)19.(2022·江苏常州·高一期末)德国数学家康托(Cantor )创立的集合论奠定了现代数学的基础.著名的“康托三分集”是数学理性思维的产物,具有典型的分形特征,其构造的操作过程如下:将闭区间[0,1]均分为三段,去掉中间的区间段12(,)33,记为第1次操作;再将剩下的两个区间1[0,]3,2[,1]3分别均分为三段,并各自去掉中间的区间段,记为第2次操作;以此类推,每次在上一次操作的基础上,将剩下的各个区间分别均分为3段,同样各自去掉中间的区间段.操作过程不断地进行下去,以至无穷,剩下的元素构成的集合为“康托三分集”.定义区间(,)a b 长度为b a -,则构造“康托三分集”的第n 次操作去掉的各区间的长度之和为______,若第n 次操作去掉的各区间的长度之和小于1100,则n 的最小值为______.(参考数据:lg 20.3010=,lg30.4771=)20.(2022·浙江·乐清市知临中学高二期中)黎曼函数(Riemannfunction )是一个特殊函数,由德国数学家黎曼发现并提出,黎曼函数定义在[]0,1上,其定义为()[]1,,,0,0,10,1q qx p q p p p R x x ⎧⎛⎫=⎪ ⎪=⎨⎝⎭⎪=⎩当都是正整数是不可以再约分的真分数或者上的无理数,则1R π⎛⎫= ⎪⎝⎭________.21.(2022·河南新乡·三模(理))黎曼函数是一个特殊的函数,由德国数学家波恩哈德·黎曼发现并提出,在高等数学中有着广泛的应用.黎曼函数定义在[]0,1上,其解析式如下:()[]1,,,0,0,10,1.q q x p q p p p R x x ⎧⎛⎫=⎪ ⎪=⎨⎝⎭⎪=⎩都是正整数,是既约真分数或上的无理数若函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且对任意x 都有()()220f x f x ++-=,当[]0,1x ∈时,()()f x R x =,则()202220225f f ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭___________.22.(2021·全国·高一单元测试)黎曼函数是一个特殊的函数,由德国著名的数学家波恩哈德·黎曼发现提出,在高等数学中有着广泛的应用.黎曼函数定义在[0,1]上,其定义为:()1,(,00,101q q x p q p p p R x x ⎧=⎪=⎨⎪=⎩都是正整数,是既约真分数),或(,)上的无理数,若函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且对任意x 都有()()20f x f x +=-,当[0,1]x ∈时,()()f x R x =,则()18lg 305f f ⎛⎫+= ⎪⎝⎭________.23.(2021·湖北·荆门市龙泉中学高一阶段练习)解析式相同,定义域不同的两个函数称为“同族函数”.对于函数21y x =+,值域为{1,2,4}的“同族函数”的个数为______个.24.(2022·江苏省苏州实验中学高二阶段练习)十九世纪下半叶集合论的创立,奠定了现代数学的基础.著名的“康托三分集”是数学理性思维的构造产物,具有典型的分形特征,其操作过程如下:将闭区间[0,1]均分为三段,去掉中间的区间段12(,),33记为第一次操作;再将剩下的两个区间120,,,133⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦分别均分为三段,并各自去掉中间的区间段,记为第二次操作;…,如此这样,每次在上一次操作的基础上,将剩下的各个区间分别均分为三段,同样各自去掉中间的区间段.操作过程不断地进行下去,以至无穷,剩下的区间集合即是“康托三分集”.若使去掉的各区间长度之和不小于9,10则需要操作的次数n 的最小值为____.(参考数据:lg 2=0.3010,lg 3=0.4771)25.(2022·四川省南充高级中学高三阶段练习(文))太极图被称为“中华第一图”,闪烁着中华文明进程的光辉,它是由黑白两个鱼形纹组成的图案,俗称阴阳鱼,太极图展现了一种相互转化,相对统一的和谐美.定义:能够将圆O 的周长和面积同时等分成两个部分的函数称为圆O 的一个“太极函数”,设圆22:1O x y +=,则下列说法中正确的序号是______.①函数()3f x x =是圆O 的一个太极函数;②圆O 的所有非常数函数的太极函数都不能为偶函数;③函数()sin f x x =是圆O 的一个太极函数;④函数()f x 的图象关于原点对称是()f x 为圆O 的太极函数的充要条件.26.(2022·广东·惠来县第一中学高一阶段练习)布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔,简单地讲就是对于满足一定条件的连续实函数()f x ,存在一个点0x ,使得()00f x x =,那么我们称该函数为“不动点"函数,而称0x 为该函数的一个不动点.现新定义:若0x 满足()00f x x =-,则称0x 为()f x 的次不动点.(1)判断函数()22f x x =-是否是“不动点”函数,若是,求出其不动点;若不是,请说明理由(2)已知函数()112g x x =+,若a 是()g x 的次不动点,求实数a 的值:(3)若函数()()12log 42x xh x b =-⋅在[]0,1上仅有一个不动点和一个次不动点,求实数b 的取值范围.。

函数压轴题中的零点问题

函数压轴题中的零点问题

函数压轴题中的零点问题函数压轴题中的零点问题【真题感悟】例1.(2015年江苏⾼考)已知函数.(1)试讨论的单调性;(2)若(实数c 是a 与⽆关的常数),当函数有三个不同的零点时,a 的取值范围恰好是,求c 的值.例2. (2013年江苏⾼考)设函数()ln f x x ax =?,()x g x e ax =?,其中a 为实数.(1)若()f x 在(1,)+∞上是单调减函数,且()g x 在(1,)+∞上有最⼩值,求的取值范围;(2)若在上是单调增函数,试求的零点个数,并证明你的结论.例3. (2012年江苏⾼考)若函数在处取得极⼤值或极⼩值,则称为函数的极值点。

已知是实数,1和是函数的两个极值点.(1)求和的值;(2)设函数()g x 的导函数()()2g x f x '=+,求()g x 的极值点;(3)设,其中,求函数的零点个数.a ()g x (1,)?+∞()f x ab ,1?()32f x x ax bx =++a b ()()()h x ff x c =?[]22c ∈?,()y h x =【典题导引】命题规律:函数的零点问题是⾼考的重点和难点内容,题型以解答题为主,有时也在填空题中出现。

和函数、⽅程有着密切的联系,需要我们熟悉函数的图象与性质,需要我们理解函数与⽅程等思想。

其中函数的零点、⽅程的根、曲线的交点三个问题可以互相转化。

主要有以下命题⾓度:(1)判断函数零点个数或⽅程解的个数;(2)根据函数零点个数或⽅程解的个数求解参数;(3)已知函数零点范围或整数零点等求解参数。

⽅法总结:在使⽤函数零点存在性定理时要注意两点:⼀是当函数值在⼀个区间上不变号,⽆论这个函数单调性如何,这个函数在这个区间上都不会有零点;⼆是此定理只能判断函数在⼀个区间上是否存在零点,⽽不能判断这个区间上零点的个数。

研究函数零点的本质就是研究函数的极值的正负,其主要考查⽅式:(1) 确定函数的零点、图象交点的个数;(2) 由函数的零点、图象交点的情况求参数的取值范围.(1)当a =2时,求函数f(x)的零点;(2)当a >0时,求证:函数f(x)在内有且仅有⼀个零点;(3)若函数f(x)有四个不同的零点,求a 的取值范围。

高中数学零点试题及答案

高中数学零点试题及答案

高中数学零点试题及答案一、选择题1. 若函数f(x)=x^2-4x+3在区间[1,3]上有零点,则下列说法正确的是()。

A. 函数f(x)在区间[1,3]上单调递增B. 函数f(x)在区间[1,3]上单调递减C. 函数f(x)在区间[1,3]上先减后增D. 函数f(x)在区间[1,3]上先增后减2. 函数y=x^3-3x+1的零点个数是()。

A. 0个B. 1个C. 2个D. 3个二、填空题3. 函数f(x)=x^2-2x-3的零点是_______。

4. 若函数f(x)=x^2-6x+8在区间[2,4]上恰好有一个零点,则该零点为_______。

三、解答题5. 已知函数f(x)=x^3-3x^2+4,求证:函数在区间[1,2]上存在零点。

6. 已知函数f(x)=x^2-2ax+a^2-1,其中a为实数,求证:当a>1时,函数在区间(-∞,a)上不存在零点。

答案:一、选择题1. C2. B二、填空题3. 3或-14. 3三、解答题5. 证明:首先求出函数f(x)的导数f'(x)=3x^2-6x。

令f'(x)=0,解得x=0或x=2。

在区间[1,2]上,f'(x)>0,说明函数f(x)在该区间上单调递增。

又因为f(1)=2>0,f(2)=-1<0,所以根据零点存在定理,函数在区间[1,2]上存在零点。

6. 证明:首先求出函数f(x)的导数f'(x)=2x-2a。

令f'(x)=0,解得x=a。

在区间(-∞,a)上,f'(x)<0,说明函数f(x)在该区间上单调递减。

又因为f(a)=a^2-1>0,所以函数在区间(-∞,a)上不存在零点。

函数零点相关问题(解析版)高考数学选填压轴题 第3讲

函数零点相关问题(解析版)高考数学选填压轴题  第3讲

第3讲解密函数零点相关问题一、方法综述新课标下的高考越来越注重对学生的综合素质的考察,函数的零点问题便是一个考察学生综合素质的很好途径,它主要涉及到基本初等函数的图象,渗透着转化、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,在培养思维的灵活性、创造性等方面起到了积极的作用.近几年的数学高考中频频出现零点问题,其形式逐渐多样化,但都与函数、导数知识密不可分.根据函数零点的定义:对于函数))((D x x f y ∈=,把使0)(=x f 成立的实数x 叫做函数))((D x x f y ∈=的零点.即:方程0)(=x f 有实数根⇔函数)(x f y =的图象与x 轴有交点的横坐标⇔函数)(x f y =有零点.围绕三者之间的关系,在高考数学中函数零点的题型主要①函数的零点的分布;②函数的零点的个数问题;③利用导数结合图像的变动将两个函数的图像的交点问题转化成函数的零点的个数问题.二、解题策略类型一:函数零点的分布问题例1.【2020·河南高考模拟】已知单调函数()f x 的定义域为(0,)+∞,对于定义域内任意x ,[]2()log 3f f x x -=,则函数()()7g x f x x =+-的零点所在的区间为()A .(1,2)B .(2,3)C .(3,4)D .(4,5)【答案】C【解析】根据题意,对任意的(0,)x ∈+∞,都有[]2()log 3f f x x -=,又由()f x 是定义在()0+∞,上的单调函数,则2()log f x x -为定值,设2()log t f x x =-,则()2log f x x t =+,又由()3f t =,∴()2log 3f t t t =+=,所以2t =,所以()2log 2f x x =+,所以()2log 5g x x x =+-,因为()()()()()1020304050g g g g g <<<>>,,,,,所以零点所在的区间为(3,4).【解题秘籍】判断函数零点所在区间有三种常用方法:①直接法,解方程判断;②定理法;③图象法.【举一反三】函数f (x )=ln x +x -12,则函数的零点所在区间是()A .21,41(B .13(,24C .3(,1)4D .(1,2)【答案】C【解析】函数f (x )=ln x +x -12的图象在(0,+∞)上连续,且3()4f =ln 34+34-12=ln 34+14<0,f (1)=ln 1+1-12=12>0,故f (x )的零点所在区间为3(,1)4.学科$网类型二函数零点的个数问题例2.【2020·陕西高考模拟】已知函数()()12,2311,2f x x f x x x ⎧->⎪=⎨⎪--≤⎩,则函数g(x)=xf(x)﹣1的零点的个数为()A .2B .3C .4D .5【答案】B【解析】由g (x )=xf (x )﹣1=0得xf (x )=1,当x =0时,方程xf (x )=1不成立,即x ≠0,则等价为f (x )=1x,当2<x ≤4时,0<x ﹣2≤2,此时f (x )=13f (x ﹣2)=13(1﹣|x ﹣2﹣1|)=13﹣13|x ﹣3|,当4<x ≤6时,2<x ﹣2≤4,此时f (x )=13f (x ﹣2)=13[13﹣13|x ﹣2﹣3|]=19﹣19|x ﹣5|,作出f (x )的图象如图,则f (1)=1,f (3)=13f (1)=13,f (5)=13f (3)=19,设h (x )=1x ,则h (1)=1,h (3)=13,h (5)=15>f (5),作出h (x )的图象,由图象知两个函数图象有3个交点,即函数g (x )的零点个数为3个,故选:B.【点睛】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.【举一反三】【2020·安徽高考模拟】已知函数e ,0()21,0x x x f x x x ⎧≤⎪=⎨-->⎪⎩若函数()()g x f x m =-有两个零点1x ,2x ,则12x x =+()A .2B .2或12e+C .2或3D .2或3或12e+【答案】D【解析】当0x ≤时,()()'1xf x x e =+,当1x <-时,()'0f x <,故()f x 在(),1-∞-上为减函数,当10x -<<时,()'0f x >,故()f x 在()1,0-上为增函数,所以当0x ≤时,()f x 的最小值为()11f e-=-.又在R 上,()f x 的图像如图所示:因为()g x 有两个不同的零点,所以方程()f x m =有两个不同的解即直线y m =与()y f x =有两个不同交点且交点的横坐标分别为12,x x ,故12m <<或0m =或1m e=-,若12m <<,则122x x +=,故0m =,则123x x +=,若1m e =-,则1211132x x e e+=-++=+.综上,选D .类型三已知函数零点求参数例3.【2020·天津高考模拟】已知函数()ln f x x =,20,01,()42,1x g x x x <≤⎧⎪=⎨-->⎪⎩若关于x 的方程()()f x m g x +=恰有三个不相等的实数解,则m 的取值范围是A .[0,ln 2]B .(2ln 2,0)--C .(]2ln 2,0--D .[)0,2ln 2+【答案】C【解析】关于x 的方程()()f x m g x +=恰有三个不相等的实数解,即方程()()m g x f x =-恰有三个不相等的实数解,即ym =与2224b k -=有三个不同的交点.令22ln ,01()()()2ln ,12ln 6,2x x h x g x f x x x x x x x <≤⎧⎪=-=--<<⎨⎪--≥⎩,当12x <<时,2121()20x h x x x x+'=--=-<,函数单调递减;当2x ≥时,2121()20x h x x x x-=-=>,函数单调递增;且当1x =时,22ln 1x x --=,当2x =时,22ln 2ln 2x x --=--,2ln 62ln 2x x --=--,当3x =时,2ln 63ln 31x x --=->,据此绘制函数()h x的图像如图所示,结合函数图像可知,满足题意时m 的取值范围是(]2ln 2,0--.本题选择C 选项.【举一反三】【2020·江苏高考模拟】已知函数4()3f x a x a x=++-+有且仅有三个零点,并且这三个零点构成等差数列,则实数a 的值为_______.【答案】116或1--【解析】函数()43f x a x a x =++-+=0,得|x +a |4x--a =3,设g (x )=|x +a |4x --a ,h (x )=3,则函数g (x )424x a x a xx x ax ⎧---≤-⎪⎪=⎨⎪--⎪⎩,,>,不妨设f (x )=0的3个根为x 1,x 2,x 3,且x 1<x 2<x 3,当x >﹣a 时,由f (x )=0,得g (x )=3,即x 4x-=3,得x 2﹣3x ﹣4=0,得(x +1)(x ﹣4)=0,解得x =﹣1,或x =4;若①﹣a ≤﹣1,即a ≥1,此时x 2=﹣1,x 3=4,由等差数列的性质可得x 1=﹣6,由f (﹣6)=0,即g (﹣6)=3得646+-2a =3,解得a 116=,满足f (x )=0在(﹣∞,﹣a ]上有一解.若②﹣1<﹣a ≤4,即﹣4≤a <1,则f (x )=0在(﹣∞,﹣a ]上有两个不同的解,不妨设x 1,x 2,其中x 3=4,所以有x 1,x 2是﹣x 4x--2a =3的两个解,即x 1,x 2是x 2+(2a +3)x +4=0的两个解.得到x 1+x 2=﹣(2a +3),x 1x 2=4,又由设f (x )=0的3个根为x 1,x 2,x 3成差数列,且x 1<x 2<x 3,得到2x 2=x 1+4,解得:a =﹣1332+(舍去)或a =﹣1332-.③﹣a >4,即a <﹣4时,f (x )=0最多只有两个解,不满足题意;综上所述,a 116=或﹣12-.三、强化训练1.已知函数2,0(),0x x e x f x e x -⎧-≥=⎨-<⎩,若函数()()1g x f x ax =-+有3个零点,则实数a 的取值范围是()A .()1,+∞B .()2,+∞C .()1,2D .()2,4【来源】四川省成都市南开为明学校2020-2021学年高三上学期第二次调研考试数学(理)试题【答案】A【解析】令()()10g x f x ax =-+=,则()1f x ax =-,则函数()()1g x f x ax =-+有3个零点即直线1y ax =-与函数()y f x =有3个交点,将直线1y ax =-与函数()y f x =的图像分别沿y 轴的正方向上移1个单位,即直线y ax =与函数1,0()1,0x x e x h x e x -⎧-≥=⎨-+<⎩的图像有3个交点,因为1,0()1,0x x e x h x e x -⎧-≥=⎨-+<⎩,满足()()h x h x -=-,所以函数()y h x =是奇函数,因为直线y ax =过点()0,0,所以只需满足直线y ax =与()()10xh x e x =-≥刚好有除点()0,0外的另一个交点即可,()x h x e '=,0(0)10h e =-=,01(0)h e '==,故()()10xh x e x =-≥在点()0,0处的切线方程为y x =,如图,将直线y x =绕原点逆时针旋转,显然()1y ax a =>与()()10xh x e x =->只有一个交点,故实数a 的取值范围是()1,+∞,故选:A.2.已知函数()f x x a =--,若函数()f x 在R 上恒有两个零点,则实数a 的取值范围为()A .0a ≤B .0a <或14a =C .0a ≤或14a =D .104a <<【来源】百师联盟2020-2021学年高三上学期一轮复习联考(四)全国卷I 文科数学试题【答案】B【解析】作出y =和y x =,如图所示,要使函数()f x 在R 上恒有两个零点,即函数()g x =()h x x a =+的图象有两个交点,易知当0a <时,满足题意;当0a =时,有三个交点,不满足题意;当0a >时,考虑y x a =+与y =相切时,设切点坐标为()00,x x a +,所以01x a ⎧+=⎪=,解得01414x a ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,所以当14a =时,有两个交点,满足题意;当104a <<时,有四个交点,不满足题意;当14a >时,无交点,不满足题意综上,实数a 的取值范围为0a <或14a =,故选B .3.已知函数()f x kx =,21x e e ⎛⎫≤≤⎪⎝⎭,()121x g x e +-=+,若()f x 与()g x 的图象上分别存在点M 、N ,使得M 、N 关于直线1y x =+对称,则实数k 的取值范围是()A .1,e e ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B .24,2e e ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦C .2,2e e ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D .3,3e e ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【来源】四川省内江市高中2020-2021学年高三上学期第一次模拟考试数学理科试题【答案】C【解析】设()00,x y 是函数()g x 的图象上的任意一点,其关于1y x =+对称的点的坐标为(),x y ,所以001,1x y y x =-=+,所以函数()g x 关于1y x =+对称的函数为()=2ln h x x -.由于()f x 与()g x 的图象上分别存在点M 、N ,使得M 、N 关于直线1y x =+对称,故函数()=2ln h x x -与函数()f x kx =图象在区间21,e e⎡⎤⎢⎥⎣⎦有交点,所以方程2ln kx x =-在区间21,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有解,所以42kx -≤≤,即42k x x -≤≤,所以22k e e-≤≤.故选:C.4.已知函数()()23,03,0x x x f x f x x ⎧--<⎪=⎨-≥⎪⎩,以下结论正确的是()A .()f x 在区间[]4,6上是增函数B .()()220206f f -+=C .若方程()1f x kx =+恰有3个实根,则{}11,13k ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭D .若函数()y f x b =-在(),6-∞上有个零点()1,2,3,4,5,6i x i =,则616ii x==∑【来源】四川省师范大学附属中学2020-2021学年高三上学期期中数学(理)试题【答案】C【解析】由题意,作出函数()()23,03,0x x x f x f x x ⎧--<⎪=⎨-≥⎪⎩的图象,如图所示,对于A 中,当0x ≥,若30x -<,即03x ≤<,可得()()()223333f x x x x x =----=-+,当0x ≥时,()f x 为周期为3的函数,作出()f x 在区间(,6]-∞的函数,可知()f x 在区间[]4,6上先增后减,所以A 错误;对于B 中,因为0x ≥时,函数()f x 为周期为3的函数,又由202067331=⨯+,所以()()()20201,2462f f f =-=-+=,()1132f =-+=,所以()()220204f f -+=,所以B 错误;对于C 中,直线1y kx =+恒过定点()0,1,函数()f x 的图象和函数1y kx =+的图象有三个交点,当0k >,设y 与()f x 相切于点()00,x y ,则020002313k x kx x x =-+⎧⎨+=-+⎩,解得011k x =⎧⎨=⎩,当0k <,根据对称性可知,当()f x 与y 相切时,1k =-,则1310k k >-⎧⎨+<⎩,即113k -<<-,综上可得,当函数()f x 的图象和函数1y kx =+的图象有三个交点时,{}11,13k ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭,所以C 正确.对于D 中,又由函数()y f x b =-在(),6-∞上有个零点()1,2,3,4,5,6i x i =,故直线y b =与()y f x =在(),6-∞上由6个交点,不妨设1,1,2,3,4,5i i x x i <+=,由图象可知12,x x 关于直线32x =对称,34,x x 关于直线32x =对称,56,x x 关于直线92x =对称,所以613392229222i i x ==⨯+⨯+⨯=∑,所以D 错误.故选:C.5.x 为实数,[]x 表示不超过x 的最大整数.()[]f x x x =-,若()f x 的图像上恰好存在一个点与()2(1)(20)g x a x x +--≤≤=的图像上某点关于y 轴对称,则实数a 的取值范围为___________.【答案】()10,11,4⎛⎫--⎪⎝⎭【解析】设02x ≤≤,点()()()(),,,x f x x g x --关于y 轴对称,由题意可知2[](1)x x x a -=-+-在02x ≤≤有一个解,故[][]22(1)31x x x x a x x +-=-++-+=在02x ≤≤有一个解设()[]231h x x x x =-++,02x ≤≤写成分段函数形式即为()()()()22231013212332x x x h x x x x x x x ⎧-+≤<⎪=-+≤<⎨⎪-+=⎩作出函数图象可知y a =与()[]231h x x x x =-++,02x ≤≤只有一个交点,由图象可知,a 的取值范围为114a -<<-或01a <<故答案为:()10,11,4⎛⎫--⎪⎝⎭6.已知()32f x x x =+,()2,01ln ,02x e x g x x x ⎧≤⎪=⎨+>⎪⎩,若函数()()y f g x m =+(m 为实数)有两个不同的零点1x ,2x ,且12x x <,则21x x -的最小值为___________.【答案】11ln 22+【解析】()32f x x x =+Q ,求导()2320f x x '=+>,()f x ∴在R 上单调递增.函数()()y f g x m =+有两个不同零点,等价于方程()()0f g x m +=有两个不等实根.设()g x t =,则()f t m =-,又()f x 在R 上单调递增,作出函数()g x的图像,则问题转化为()g x t =在(]0,1t ∈上有两个不同的实根1x ,2x ,12x x <则1221ln 2x ex t =+=,则11ln 2x t =,122t x e -=,12211ln 2t x x e t --=-.设121()ln 2t h t et -=-,(]0,1t ∈,则()1212t h t e t -'=-,()122102t h t e t -''=+>()h t '∴在(]0,1t ∈上单调递增,且102h ⎛⎫'= ⎪⎝⎭,由零点存在性定理知,()0h t '=在(]0,1t ∈上有唯一零点,故()h t 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,在1,12⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,所以()min 111ln 222h t h ⎛⎫==+ ⎪⎝⎭.7.已知函数()4ln 2ln f x e x mx x e x=-+-存在4个零点,则实数m 的取值范围是__________.【来源】江西宜春市2021届高三上学期数学(理)期末试题【答案】10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭【解析】令()0f x =,可得4ln 4ln 12ln ln 1e x x e x m e x x e x x x x-=+=+--,令ln 1e xt x=-,()4ln 1144ln 1e x g t t e x x t x =+=++-,()21ln e x t x-'=,令0t '=,可得x e =,列表如下:x ()0,e e (),e +∞t '+0-t极大值所以,函数ln 1e x t x =-在x e =处取得最大值,即max ln 10e et e =-=.当1x >时,ln 11e xt x=->-.所以,函数()144g t t t =++的定义域为(),0-∞,()2221414t g t t t -'=-=,令()0g t '=,由于0t <,解得12t =-,列表如下:t1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭12-1,02⎛⎫- ⎪⎝⎭()g t '+0-()g t极大值所以,函数()g t 在12t =-处取得最大值,即()max 142402g t ⎛⎫=⨯--+= ⎪⎝⎭,若使得函数()4ln 2ln f x e x mx x e x=-+-存在4个零点,则直线2y m =-与函数()g t 的图象恰有两个交点,设交点的横坐标分别为1t 、2t ,作出函数()ln 1e xt x e x=-≠的图如下图所示:由图象可知,12121010t t t t -<<⎧⎪-<<⎨⎪≠⎩.作出函数2y m =-与函数()g t 在(),0-∞上的图象如下图所示:由图象可知,当120m -<-<时,即当102m <<时,直线2y m =-与函数()g t 在()1,0t ∈-上的图象有两个交点,综上所述,实数m 的取值范围是10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭.8.已知函数222,()2,.x x x a f x x x x a ⎧-≥=⎨--<⎩,给出下列四个结论:①存在实数a ,使函数()f x 为奇函数;②对任意实数a ,函数()f x 既无最大值也无最小值;③对任意实数a 和k ,函数()y f x k =+总存在零点;④对于任意给定的正实数m ,总存在实数a ,使函数()f x 在区间(1,)m -上单调递减.其中所有正确结论的序号是______________.【来源】中国人民大学附属中学2021届高三3月开学检测数学试题【答案】①②③④【解析】如上图分别为0a =,0a >和0a <时函数()f x 的图象,对于①:当0a =时,222,0()2,0x x x f x x x x ⎧-≥=⎨--<⎩,()f x 图象如图1关于原点对称,所以存在0a =使得函数()f x 为奇函数,故①正确;对于②:由三个图知当x →-∞时,y →-∞,当x →+∞时,y →+∞,所以函数()f x 既无最大值也无最小值;故②正确;对于③:如图2和图3中存在实数k 使得函数()y f x =图象与yk =-没有交点,此时函数()y f x k=+没有零点,所以对任意实数a 和k ,函数()y f x k =+总存在零点不成立;故③不正确对于④:如图2,对于任意给定的正实数m ,取1a m =+即可使函数()f x 在区间(1,)m -上单调递减,故④正确;故答案为:①②④9.已知()y f x =是奇函数,定义域为[]1,1-,当0x >时,211()12x f x x α-⎛⎫=-- ⎪⎝⎭(0,Q αα>∈),当函数()()g x f x t =-有3个零点时,则实数t 的取值范围是__________.【答案】{}111,0,122⎛⎤⎡⎫-- ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭【解析】当(]0,1x ∈时,易知函数2112x y x α-⎛⎫=- ⎪⎝⎭单调递减,且0x →时,2y →,1x =时,12y =-,其大致图象如下,()21112x f x x α-⎛⎫∴=-- ⎪⎝⎭在(]0,1的大致图象如下,又函数()f x 是定义在[]1,1-上的奇函数,故函数()f x 的图象如下,要使函数()()g x f x t =-有3个零点,只需函数()y f x =的图象与直线y t =有且仅有3个交点,由图象可知,{}111,0,122t ⎛⎤⎡⎫∈-- ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭.10.设函数lg ,010(){2lg ,10x x f x x x <<=-≥,若b ,c ,d 分别为函数()()g x f x a =-的三个不同零点,则abcd 的最大值是_______.【答案】100ln10e 【解析】()()g x f x a =-有三个不同的零点,即y a =与()y f x =有三个不同交点,如图可知,01,01,110,10100a b c d <<<<<<<<,2lg lg 2lg ,1,10ab c d a bc d --==-=∴==所以210(01)a abcd ad a a -==<<g设2222()10(01),'()1010ln1010(1ln10)x x x x h x x x h x x x ----=<<=-=-gg 令1'()0ln10h x x =⇒=当1(0,'()0,()ln10x h x h x ∈>单调递增;当1(1),'()0,()ln10x h x h x ∈<,单调递减;12ln10max1lg ln101111001100100()(10ln10ln10ln10ln1010ln1010e g x g e -∴=====g g g 故答案为:100ln10e。

解密函数零点相关问题 高三数学选择填空难题突破

解密函数零点相关问题 高三数学选择填空难题突破

解密函数零点相关问题 高三数学选择填空难题突破一.方法综述新课标下的高考越来越注重对学生的综合素质的考察,函数的零点问题便是一个考察学生综合素质的很好途径,它主要涉及到基本初等函数的图象,渗透着转化、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,在培养思维的灵活性、创造性等方面起到了积极的作用。

近几年的数学高考中频频出现零点问题,其形式逐渐多样化,但都与函数、导数知识密不可分.根据函数零点的定义:对于函数))((D x x f y ∈=,把使0)(=x f 成立的实数x 叫做函数))((D x x f y ∈=的零点。

即:方程0)(=x f 有实数根⇔函数)(x f y =的图象与x 轴有交点的横坐标⇔函数)(x f y =有零点。

围绕三者之间的关系,在高考数学中函数零点的题型主要①函数的零点的分布;②函数的零点的个数问题;③利用导数结合图像的变动将两个函数的图像的交点问题转化成函数的零点的个数问题. 二.解题策略类型一:函数零点的分布问题例1、(2014·北京高考)已知函数f (x )=6x -log 2x ,在下列区间中,包含 f (x )零点的区间是( )A .(0,1)B .(1,2)C .(2,4)D .(4,+∞) 【答案】C【举一反三】函数f (x )=ln x +x -12,则函数的零点所在区间是( )A.)21,41( B.13(,)24 C.3(,1)4D .(1,2)【答案】C【解析】函数f (x )=ln x +x -12的图象在(0,+∞)上连续,且3()4f =ln 34+34-12=ln 34+14<0,f (1)=ln 1+1-12=12>0,故f (x )的零点所在区间为3(,1)4.类型二 函数零点的个数问题【例2】【2017课标3】已知函数211()2()x x f x x x a e e --+=-++有唯一零点,则a =( ) A .12-B .13C .12D .1【答案】C【举一反三】已知f (x )是定义在R 上且周期为3的函数,当x ∈[0,3)时,f (x )=⎪⎪⎪⎪x 2-2x +12.若函数y =f (x )-a 在区间[-3,4]上有10个零点(互不相同),则实数a 的取值范围是________. 【答案】102a <<【解析】函数y =f (x )-a 在区间[-3,4]上有互不相同的10个零点,即函数y =f (x ),x ∈[-3,4]与y =a 的图象有10个不同交点.作出函数y =f (x )在[-3,4]上的图象,f (-3)=f (-2)=f (-1)=f (0)=f (1)=f (2)=f (3)=f (4)=12,观察图象可得0<a <12.类型三 函数零点与简易逻辑交汇问题例3.【2018广东省化州市模拟】已知函数()2,1,1x a x f x x a x ⎧-≤=⎨-+>⎩,则“函数()f x 有两个零点”成立的充分不必要条件是a ∈( )A. []1,2B. (]1,2C. ()1,2D. (]0,1 【答案】C【举一反三】已知命题p :函数f (x )=2ax 2-x -1在(0,1)内恰有一个零点;命题q :函数y =x 2-a在(0,+∞)上是减函数.若p ∧(⌝q )为真命题,则实数a 的取值范围是( )A .(1,+∞)B .(-∞,2]C .(1,2]D .(-∞,1] 【答案】C【解析】由题意可得,对命题p ,令f (0)f (1)<0,即-1·(2a -2)<0,得a >1;对命题q ,令2-a <0,即a >2,则⌝q 对应的a 的取值范围是a ≤2.∵p ∧(⌝q )为真命题, ∴实数a 的取值范围是(1,2].三.强化训练1.设定义域为(0,+∞)的单调函数f (x )对任意的x ∈(0,+∞),都有f [f (x )-log 2x ]=3,若x 0是方程f (x )-f ′(x )=2的一个解,则x 0存在的区间是( )A .(0,1)B .(1,2)C .(2,3)D .(3,4)【答案】C2.【2017湖北省荆州市质检】已知函数()()2ln 1,23f x x g x x x =-=-++,用{}min ,m n 表示,m n 中最小值,设()()(){}min ,h x f x g x =,则函数()h x 的零点个数为( ) A .1 B .2 C. 3 D .4 【答案】C【解析】作出函数()f x 和()g x 的图象如图,两个图象的下面部分图象,由()2230g x x x =-++=,得1x =-,或3x =,由()ln 10f x x =-=,得x e =或1x e=,∵()0g e >,∴当0x >时,函数()h x 的零点个数为3个,故选:C .3.【2018广西壮族自治区贺州市桂梧高中联考】已知[]x 表示不大于x 的最大整数,若函数()[]()220f x ax x x a =+->在()0,2上仅有一个零点,则a 的取值范围为( )A. ()0,2B. ()()0,12,⋃+∞C. ()1,2D. (]()0,12,⋃+∞ 【答案】D4.【2018四川省广元市统考】函数(),0 1()1,0x a x f x x e=⎧⎪=⎨+≠⎪⎩,若关于x 的方程()()()222330f x a f x a -++=有五个不同的零点,则a 的取值范围( )A. (1,2)B. 3,22⎡⎫⎪⎢⎣⎭ C. 31,2⎛⎫⎪⎝⎭ D. 331,,222⎛⎫⎛⎫⋃ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】D5.【2018广西贺州桂梧联考】已知[]x 表示不大于x 的最大整数,若函数()[]()210f x ax x x a =+-≠在()0,2上仅有一个零点,则a 的取值范围为( )A. ()1,00,14⎛⎫-⋃ ⎪⎝⎭B. ()11,1,4⎛⎫--⋃+∞ ⎪⎝⎭C. ()11,0,14⎛⎫--⋃ ⎪⎝⎭D. ()1,01,4⎛⎫-⋃+∞ ⎪⎝⎭【答案】D【解析】若0a >,当01x <<, []0x =, ()21f x ax =-.()01f =- ,∴当10a ->,即1a >时,()f x 在()0,1上有一个零点.当12x ≤<, []1x =, ()21f x ax x =+-, ()10f a =>, 410a +>,故()f x 在[)1,2上无零点.若0a <,当01x <<, ()f x 在()0,1上无零点.当12x ≤<, ()21f x ax x =+-, ()10f a =<.∴当410a +>,即104a <<(此时对称轴122x a=->)时, ()f x 在[)1,2上有一个零点.故当()1,01,4a ⎛⎫∈-⋃+∞ ⎪⎝⎭时, ()f x 在()0,2上仅有一个零点.选D6.【2018内蒙古呼和浩特市研】已知函数()3232f x x x mx m =-+--,若存在唯一的正整数0x ,使得()00f x >,则m 的取值范围是( )A. ()0,1B. 1,13⎡⎫⎪⎢⎣⎭C. 2,13⎡⎫⎪⎢⎣⎭D. 2,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【答案】C所以m 的取值范围是2,13⎡⎫⎪⎢⎣⎭故选C7.已知函数2()ln xf x x e t a =+-,若对任意的[1,]t e ∈,()f x 在区间[1,1]-总存在唯一的零点,则实数a 的取值范围是( )A .[1,]eB .1(1,]e e +C .(1,]eD .1[1,]e e+ 【答案】D8.【2018四川省绵阳市一诊】已知1x 是函数 ()1l n (2)f x x x =+-+的零点,2x 是函数2()244g x x a x a =-++的零点,且满足12||1x x -≤,则实数a 的最小值是( )A. 2-B.1-C. 2-D.1- 【答案】D【解析】因为()111022x f x x x +-='=>++,所以当21x -<<-时, ()()0,f x f x '<单调递减,当1x >-时, ()()0,f x f x '>单调递增, ()10f -=,即函数()f x 存在唯一零点,即11x =-, 因为211x --≤,所以220x -≤≤,即()g x 在[]2,0-有零点,(1)若()244440a a ∆=-+=,即2a =±此时()g x 的零点为a,显然2a =(2)若()244440a a ∆=-+>,即2a <2a >若()g x 在[﹣2,0]上只有一个零点,则()()200g g -≤, 1a ∴=-,②若()g x 在[﹣2,0]上有两个零点,则()()200 2022g g x a a a -≥≥-<<<-⎧⎪⎪>⎨+⎪⎪⎩,解得12a -≤<-a 的最小值为1-;故选D.9.【2018山东省德州市预测】已知f (x )=ax 2+(b -a )x +c -b (其中a >b >c ),若a +b +c =0,x 1、x 2为f (x )的两个零点,则|x 1-x 2|的取值范围为 .【答案】3(,210.【2017年第一次全国大联考(新课标卷Ⅰ)】已知函数()1e x f x x -=-的零点为α,()πcos πg x x x a=-+的零点为β,若13αβ-≤,则实数a 的取值范围是 . 【答案】11π7π,66⎡⎤--⎢⎥⎣⎦【解析】由()1e x f x x -=-可得()1e 1x f x -'=-,令()0f x '=,得1x =.当1x >时()0f x '>,()f x 单调递增;当1x <时()0f x '<,()f x 单调递减,故()()10f x f ≥=,故1α=.由13αβ-≤可得2433β≤≤,由()πcos πg x x x a =-+,得()ππsin π0g x x '=+≥,所以()g x 是增函数,则22π2ππcos 033344π4ππcos 0333g a g a ⎧⎛⎫=-+≤ ⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪=-+≥ ⎪⎪⎝⎭⎩,解得11π7π66a -≤≤-. 11.【2017山东潍坊联考】设函数() 1 1log 1 1 1ax f x x x =⎧⎪=⎨-+≠⎪⎩,,,若函数()()()2g x f x bf x c =++⎡⎤⎣⎦有三个零点1x ,2x ,3x ,则122313x x x x x x ++等于 .【答案】212.已知函数()2h x x ax b =++在()0,1上有两个不同的零点,记{}()()min ,m m n m n n m n ≤⎧⎪=⎨>⎪⎩,则()(){}mi n 0,1h h 的取值范围为______. 【答案】10,4⎛⎫ ⎪⎝⎭【解析】由题意,得2(0)0(1)1001240h b h a b a a b =>⎧⎪=++>⎪⎪⎨<-<⎪⎪∆=->⎪⎩,即20102040b a b a a b >⎧⎪++>⎪⎨-<<⎪⎪->⎩.设()(){}min 0,1z h h =,当10a -≤<时,z b =,此时如图所示的平面区域的阴影部分,易知104b <<.。

函数与导数选择填空压轴题

函数与导数选择填空压轴题
A B C D
21.函数 函数 的函数值表示不超过 的最大整数,如 , ,设函数 ,则函数 的零点的个数为
A. B. C. D.
22.已知函数 在其定义域内的一个子区间 内不是单调函数,则实数 的取值范围是
A. B. C. D.
23.已知函数 若函数 的零点个数为
A.3 B.4 C.5 D.6
24.2015秋石家庄期末已知函数fx= 若a、b、c互不相等,且fa=fb=fc,则a+b+c的取值范围是
A. B. C. D.
31.已知直线 与函数 的图像恰好有3个不同的公共点,则实数 的取值范围为
A. B. C. D.
32.若函数 在 上单调递增,则实数 的取值范围是
A. B. C. D.
33.已知函数 ,如果关于x的方程 有两个不同的实根,那么实数k的取值范围是
A. B. C. D.
34.若函数 满足:在定义域 内存在实数 ,使得 成立,则称函数 为“ 的饱和函数”.给出下列五个函数:
当 , 取得最大值为 ,又因为当 , ,所以 的取值范围是
考点:分段函数的应用.
名师点睛本题主要考查求函数解析、函数与方程思想、数形结合思想以及学生的作图能力.将求函数解析式、函数零点、方程的解等知识结合在一起,利用等价转换、数形结合思想等方法,体现数学思想与方法,考查学生的运算能力、动手作图能力以及观察能力.
A. B. C. D.
44.设 是R上的偶函数,对任意 ,都有 ,且当 时, ,若在区间 内关于 的方程 恰有3个不同的实数根,则 的取值范围是
A. B. C. D.
45.设函数 ,则满足 的 的取值范围
A. B. C. D.
46.已知函数 若函数 有两个不同的零点,则实数 的取值范围是

2019江苏高考压轴题(中篇)专题02.09 函数的零点问题1~

2019江苏高考压轴题(中篇)专题02.09  函数的零点问题1~

题型02.109 函数的零点问题1一、问题概述此部分问题是一个考察学生综合素养的很好途径,它主要涉及到基本初等函数的图象,渗透着转化、化归、数形结合、函数与方程等重要思想方法,在培养思维的灵活性、创造性等方面起到积极的作用.近几年函数的零点问题主要涉及到:1、函数方程(函数零点)的求解与零点区间的判断,需要通过函数的单调性和零点存在性定理来确定(例题3);2、函数零点的个数问题,通常是讨论单调性和极值,借助函数的单调性、图像、零点存在性定理来确定零点的个数;3、已知函数的零点情况,求解参数及取值范围问题,通常利用零点存在性定理或转化为函数图像交点问题处理(例题1、例题2). 二、释疑拓展1.已知函数)(2ln )(2R k kx x x x f ∈-+=.(1)讨论f (x)的单调性;(2)若)(x f 存在极值,求)(x f 的零点个数.2.【扬州市2018届高三第一学期期末调研.19题】 已知函数(1)若,且函数)(x g 的图像是函数图像的一条切线,求实数的值; (2)若不等式对任意恒成立,求实数的取值范围; (3)若对任意实数,函数在上总有零点,求实数的取值范围.3.【苏北四市2017届高三第一学期期中调研.19题】设函数f (x )=lnx ﹣ax 2+ax ,a 为正实数.(1)当a =2时,求曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程; (2)求证:f (a1)≤0; (3)若函数f (x )有且只有1个零点,求a 的值.4.【泰州市2016届高三第一学期期末调研.20题】 已知函数()4212f x ax x =-,(0,)x ∈+∞,()()()g x f x f x '=-. (1)若0a >,求证:(ⅰ)()f x 在()f x '的单调减区间上也单调递减; (ⅱ)()g x 在(0,)+∞上恰有两个零点;(2)若1a >,记()g x 的两个零点为12,x x ,求证:1244x x a <+<+.三、专题反思(你学到了什么?还想继续研究什么?)四、巩固训练1.【南通市2017届高三第一次学情调研.19题】 已知函数2()ln f x ax x x =--,a ∈R .(1)当38a =时,求函数()f x 的最小值;(2)若10a -≤≤,证明:函数()f x 有且只有一个零点; (3)若函数()f x 有两个零点,求实数a 的取值范围.2.【无锡市2015届高三第一学情期末调研.20题】设函数()22ln -+f x x x ax b =在点()()0,0x f x 处的切线方程为y x b =-+.(1)求实数a 及0x 的值; (2)求证:对任意实数,函数()f x 有且仅有两个零点.3.【镇江市2018届高三第一学期期末调研.19题】已知 b >0,且b ≠ 1,函数 f (x ) = e x + b x ,其中e 为自然对数的底数: (1)如果函数 f (x ) 为偶函数,求实数b 的值,并求此时函数的最小值;(2)对满足b >0,且 b ≠ 1的任意实数b ,证明函数y = f (x )的图像经过唯一定点; (3)如果关于x 的方程 f (x ) = 2 有且只有一个解,求实数 b 的取值范围.二、释疑拓展1、【解】(1)函数的定义域为(0,+∞),xkx x x f 1)(2+-=',方程012=+-kx x 的判别式△=42-x ,(i )当-2<k <2时,△<0,在f (x )的定义域内f ′(x )>0,f (x )是增函数;(ii )当k =±2时,△=0, 若k =-2,0)1()(2>+='xx x f ,f (x )是增函数若k =2,xx x f 2)1()(-=',那么x ∈(0,1)∪(1,+∞)时,f ′(x )>0,且f (x )在x =1处连续,所以f (x )是增函数;(iii )当k <-2或k >2时,△>0,方程x 2-kx +1=0有两不等实根2421--=k k x ,2422-+=k k x 当k <-2时,x 1<x 2<0,当x >0时,x 2-kx +1>0恒成立,即f ′(x )>0,f (x )是增函数当k >2时,x 2>x 1>0,此时f (x )的单调性如下表:x (0,x1 )x1 (x1,x )x2 (x2,+∞)f′(x )+-0 +f (x ) 增减增综上:当k ≤2时,f (x )在(0,+∞)是增函数当k >2时,f (x )在)24,0(2--k k ,)24(2∞+--,k k 是增函数,在)2424(22-+--k k k k ,是减函数(2)由(1)知当k >2时,f (x )有极值∵124224221<<-+=--=kk k k k x∴1ln x <0,且)()(1x f x f =极大值02)4(11<-=x x ∵f (x )在(0,x 1 )是增函数,在(x 1,x 2)是减函数,∴当x ∈(0,x 2]时,f (x )≤f (x 1)<0,即f (x )在(0,x 2]无零点,当x ∈(x 2,+∞)时,f (x )是增函数,故f (x )在(x 2,+∞)至多有一个零点, 另一方面,∵f (2k )=ln (2k)>0,f (x 2)<0,则f (x 2)f (2k )<0, 由零点定理:f (x )在(x 2,2k )至少有一个零点, ∴f (x )在(x 2,+∞)有且只有一个零点综上所述,当f (x )存在极值时,f (x )有且只有一个零点.2、【解】:(1)由(1)0g -=知,()g x 的图象直线过点(1,0)-, 设切点坐标为00(,)T x y ,由'()x f x e =得切线方程是000()x x y ee x x -=-此直线过点(1,0)-,故0000(1)x x e e x -=--,解得00x =, 所以'(0)1a f ==(2)由题意得2,(0,)x m e x x <-∈+∞恒成立,令2(),(0,)x m x e x x =-∈+∞,则'()2x m x e x =-,再令()'()2x n x m x e x ==-,则'()2x n x e =-, 故当(0,ln 2)x ∈时,'()0n x <,()n x 单调递减; 当(ln 2,)x ∈+∞时,'()0n x >,()n x 单调递增, 从而()n x 在(0,)+∞上有最小值(ln 2)22ln 20n =->, 所以()m x 在(0,)+∞上单调递增, 所以(0)m m ≤,即1m ≤ 注:漏掉等号的扣2分(3)若0a <,()()()x F x f x g x e ax b =-=--在(0,)+∞上单调递增, 故()()()F x f x g x =-在(0,)+∞上总有零点的必要条件是(0)0F <,即1b >, 以下证明当1b >时,()()()F x f x g x =-在(0,)+∞上总有零点。

高考数学总复习---压轴题之函数零点问题(解析版)

高考数学总复习---压轴题之函数零点问题(解析版)

整体的代换和过渡,再结合其他条件,从而最终解决问题.我们称这类问题为“隐零
点”问题.处理此类问题的策略可考虑“函数零点存在定理”、“构造函数”、利用“函
数方程思想”转化等,从操作步骤看,可遵循如下处理方法:
第一步:用零点存在性定理判定导函数零点的存在性,列出零点方程 f′(x0)=0,并
结合 f(x)的单调性得到零点的范围;这里应注意,确定隐性零点范围的方式是多种多
故 f (x) 在 (0, x0 ) 单调递减,在 ( x0 ,1] 单调递增,
所以当 x = x0 时, f (x) 取得最小值,最小值为 f (x0 ) = e2x0 − a ln x0 ,
由 2x0e2x0
−a
=
0 ,即 e2x0
=
a 2 x0
,两边去对数得 ln
x0
= ln
a 2
− 2x0
2 / 22
零点的情况讨论函数的性质或证明不等式等.本专题围绕利用函数的“隐零点”,破解
导数压轴问题,例题说法,高效训练.
【典型例题】
类型一 挖掘“隐零点”,求参数的最值或取值范围
例 1.【浙江省杭州第十四中学 2019 届高三 12 月月考】设函数
,曲线 y=f(x)在 x=1 处的切线与直线 y=3x 平行.
(1)求 a;
﹣2
﹣2
(2)证明:f(x)存在唯一的极大值点 x0,且 e <f(x0)<2 .
【答案】(1)1;(2)见解析.
2
【解析】(1)因为 f(x)=ax ﹣ax﹣xlnx=x(ax﹣a﹣lnx)(x>0),则 f(x)≥0 等
价于
1 h(x)=ax﹣a﹣lnx≥0,求导可知 h′(x)=a﹣ .则当 a≤0 时 h′(x)<0,即 y=h

高考数学专题《与函数的对称性相关的零点问题》填选压轴题及答案

高考数学专题《与函数的对称性相关的零点问题》填选压轴题及答案
A.0B.mC.2mD.4m
【答案与提示】
1.【答案】(0,e)
【提示】分离函数,问题即为x>0时,h(x)=lnx与g(x)=ax的图象恰有2个交点,利用导数求出当a=e时,相切为临界值.
2.【答案】
【提示】同例4,利用f(x)=0,求得 ,而当 时,不满足题意,应舍去.
3.【答案】m=2
【提示】发现f(x)是偶函数,故得到f(0)=0,立得m=2或m=-4,难点在于对m=-4的取舍问题.思路有二,一是“分离函数”,利用“形”助数;二是利用导数知识,只需当x>0时,函数恒增或恒减即可.
将x=0代入原方程中,可求得a=1或a=-3.这就意味着,当a=1或a=-3时,原方程必有一解0,但是否是唯一解,还需进一步验证.
当a=1时,原方程为x2+2log2(x2+2)-2=0,即2log2(x2+2)=2-x2,该方程实数根的研究可能过函数y=2log2t和函数y=4-t的交点情况来进行,不难发现,此时是符合题意的;而当a=-3时,原方程为x2-6log2(x2+2)+6=0,即x2+6=6log2(x2+2).通过研究函数y=4+t和y=6log2t可以发现,此时原方程不止一解,不合题意,需舍去.
4.【答案】{0,1,2,4}
【提示】见例3.
5.【答案】B
【提示】根据对称性易得答案.
6.【答案】B
【分析】该题设计抽象函数 关于点 成中心对称,函数 由奇函数 向上平移一个单位得到,也关于点 成中心对称,因而两函数图象的交点为也关于点 成中心对称, ,考虑倒序相加法,可得 , ,故 .
7.【答案】2020
又 是最小正周期为2,最大值为 的正弦函数,
可得函数 与函数 的大致图象如下图:
要使函数 与函数 只有唯一一个交点,则 (1) (1),

高一函数零点题型学霸总结一(含答案)-

高一函数零点题型学霸总结一(含答案)-

高一函数零点题型学霸总结一(含答案)阳光老师:祝你学业有成一、选择题(本大题共20小题,共100.0分)1.设函数若关于x的方程恰好有六个不同的实数解,则实数a的取值范围为A. B.C. D.【答案】A【解析】【分析】本题考查根的存在性与根的个数判断,考查数学转化思想方法与数形结合的解题思想方法,属于较难题.作出函数的图象,令,结合图象可得,要使关于x的方程恰好有六个不同的实数解,则方程在内有两不同实数根,再由一元二次方程根的分布列不等式组求解.【解答】解:作出函数的图象如图,令,则方程,化为,要使关于x的方程恰好有六个不同的实数解,则方程在内有两不同实数根,所以解得,所以实数a的取值范围为.故选A.2.设方程,的根分别为,,则A. B. C. D.【答案】A【解析】【分析】本题主查对数函数、指数函数的图和性,体现了数形结合和转化的数思想,画出图象即可判断出结果,属于中等题.【解答】解:题意得是函数的图象和图象的交点的横坐标,是的图象和函数图象的交点的横坐标,且,正实数,如图所示:故有,故,,即,所以.故选A.3.已知函数则函数的零点个数是A. 0B. 1C. 2D. 3【答案】C【解析】【试题解析】【分析】本题主要考查函数的零点与方程的根的关系,零点个数的求法,属于基础题.由二次函数和对数函数,分段求出函数的零点即可.【解答】解:函数的零点即方程的根,由,得或解得或.故函数的零点个数是2.故选C.4.已知函数的零点为a,函数的零点为b,则下列不等式中成立的是A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】本题考查函数与方程的应用,根据函数与方程之间的关系转化为函数与,与交点的横坐标的大小问题,利用数形结合进行比较即可.解:由得,由得,作出,,的图象如图:函数的零点为a,函数的零点为b,与的交点的横坐标为a,与交点的横坐标为b,由图象知,又因为,故可得,,,故选C.5.方程的根所在区间为A. B. C. D.【答案】B【解析】【分析】本题考查函数零点存在性定理,函数的零点与方程根的关系,属于基础题.构造函数,可知函数在上为单调递增函数,计算可得,,即可求得结果.解:构造函数,易知函数在上为单调递增函数,因为,,所以函数在上有一个零点,即方程的根所在的区间为,故选B.6.方程的根所在的区间为A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】本题考查函数零点存在性定理的运用,函数的零点与方程根的关系,属于基础题.根据函数零点存在性定理,求解即可.【解答】解:构造函数,可得函数在R上单调递增,因为,,,所以函数在区间有零点,所以方程的根所在的区间为.故选C.7.已知,若函数有三个零点,则实数a的取值范围是A. B. C. D.【答案】A【解析】【分析】本题考查函数零点问题,属于一般题首先画出函数的图像,对十字相乘法因式分解,可得等价于或,再结合图像可求出答案.【解答】解:由,得或,画出的图像:由图象知,方程有一个实根,所以方程有两个不等实根,则,所以.故选A.8.若方程的实根在区间上,则k等于A. B. 1 C. 或1 D. 0【答案】C【解析】【试题解析】【分析】本题考查函数的零点与方程根的关系,以及对数和反比例函数的图像,难度一般.依据方程的根与零点的对应关系转化为函数的交点,原方程等价于,转化为函数与交点,结合图象求解,由零点的存在性定理验证.【解答】由题意知,,则原方程等价于,在同一平面直角坐标系中作出函数与的图象,如图所示,由图象可知,原方程有两个根,一个在区间上,一个在区间上,所以或.故选C.9.设函数若,则A. 1B.C.D.【答案】D【解析】【分析】本题考查函数的零点函数值的求法,考查分段函数的应用.直接利用分段函数以及函数的零点,求解即可.【解答】解:当,即时,,解,得;当,即时,,解得,舍去,故.10.方程的解是,若,则A. 0B. 1C. 2D. 3【答案】C【解析】【分析】本题考查函数的零点与方程的根的关系,零点的存在性定理,考查推理能力和计算能力,属于中档题.将问题转化为函数的零点问题即可.【解答】解:因为方程的解,就是函数的零点,显然单调递增.由,由零点的存在性定理,得在内有零点,故方程在内有实数根,故,故选C.11.若函数有唯一零点,则A. B. 2或 C. D. 2【答案】D【解析】【分析】本题考查了函数的奇偶性,函数零点存在性定理,函数的零点与方程根的关系,数形结合思想,分类讨论思想,二次函数和正弦、余弦函数的图象与性质,属于中档题.利用偶函数图象的性质,结合零点定义得函数唯一的零点为0,从而得或2,再结合对a的讨论,利用函数的零点与方程根的关系,把函数的零点数转化为函数的图象与函数图象的交点数和函数的图象与函数图象的交点数,再利用二次函数和余弦函数的图象作出这两组函数的图象,再利用数形结合得结论.【解答】解:因为函数为偶函数,且在处有定义,所以要函数有唯一零点,则唯一的零点为0,因此,即,解得或2.当时,函数,因此函数的零点数就是函数的图象与函数图象的交点数,作函数与函数的图象如下:此时函数与函数的图象有三个交点,即函数有三个零点,所以不为所求.当时,函数,因此函数的零点数就是函数的图象与函数图象的交点数,作函数与函数的图象如下:此时函数与函数的图象只有一个交点,即函数有一个零点,所以为所求.故选D.12.若方程在内恰有一解,则a的取值范围是A. B. C. D.【答案】B【解析】【分析】本题考查了函数零点存在定理的应用,属于中档题.构造函数,满足即可.【解答】解:令,若方程在内恰有一解,则满足,即,解得.故选B.13.若方程的一个根在内,另一个根在内,则实数a的取值范围是A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】本题主要考查方程根的问题,属于中档题.先令方程为,根据一元二次方程根的分布,建立不等式关系求解,【解答】解:设方程,方程的一个根在区间内,另一个根在区间,所以,则解得,故选D.14.方程的解所在的区间为A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】本题主要考查方程根的范围的判断,属中档题方程的根即函数的零点,函数的零点是函数图像与x轴交点的横坐标,若函数在区间连续且满足,则函数至少存在一个零点.【解答】解:方程可整理为:,则设函数x x,函数的零点即为方程的解,函数的定义域为,且在其定义域上为增函数,又,,方程的解所在的区间为.故选C.15.若函数恰有一个零点,则实数a的值为A. B. 2 C. D. e【答案】A【解析】【分析】本题主要考查函数与方程的应用,利用数形结合以及导数的几何意义求出切线方程是解决本题的关键,综合性较强,难度较大.根据函数恰有一个零点,转化为方程恰有一个根,转化为两个函数只有一个交点,利用数形结合以及切线的性质进行求解即可.【解答】解:函数的定义域为,若函数恰有一个零点,等价为恰有一个根,即只有一个根,即函数和的图象只有一个交点,,是函数的切线,设,切点为,则,函数的导数,即切线斜率,则切线方程为,即,切线过原点,,即,设函数,则,在上单调递增,又,要使得,即,此时,故选A.16.设函数,,其中,若存在唯一的整数使得,则a的取值范围是A. B. C. D.【答案】B【解析】【分析】本题考查函数的零点问题,解决这类问题的关键在于画出函数的图象,找出一些关键点进行分析,考查计算能力与分析能力,属于难题.将不等式变形得,根据题意得知,函数在直线下方图象中有且只有一个横坐标为整数的点,可知符合条件的只有横坐标为0的点可以,然后利用图象得出函数与函数在和处函数值的大小关系得到a的不等式组,解出即可.【解答】解:由题意可知,存在唯一的整数x,使得,构造函数,则.当时,;当时,.所以,函数的单调递减区间为,单调递增区间为.函数在处取得极小值,如下图所示,由于,,所以,,结合图象可知,,解得.故选:B.17.已知函数,曲线上存在两个不同点,使得曲线在这两点处的切线都与y轴垂直,则实数a的取值范围是A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】本题考查利用导数研究曲线上某点切线方程及函数零点,由曲线上存在不同的两点,使得曲线在这两点处的切线都与y轴垂直,故有两个不同的解,即得有两个不同的解,即可解出a的取值范围.【解答】解:曲线上存在不同的两点,使得曲线在这两点处的切线都与y轴垂直,有两个不同的解,即得有两个不同的解,设,则,,,,,时,函数取得极小值,当时,,当时,,.故选D.18.直线与函数的图象有三个相异的交点,则实数a的取值范围为A. B. C. D.【答案】A【解析】【分析】本题主要考查了函数的零点与方程根的关系,利用导数研究函数的单调性和极值,以及数形结合的思想,属于基础题.先求出函数的导数,然后利用导数求出函数的极值,结合函数的图象与的图象,观察即可求出满足条件的a.【解答】解:的导数,令可解得或,故在,上单调递增,在上单调递减,函数的极大值为f,极小值为f,大致图象如图所示,而为一条水平直线,通过图象可得,介于极大值与极小值之间,则有三个相异交点,可得.故选:A.19.函数的零点所在的区间为A. B. C. D.【答案】B【解析】【分析】本题主要考查函数零点存在性定理,是基础题.函数在单调递增,由零点存在性定理求解即可.【解答】解:函数在单调递增,又,,函数的零点所在的区间为.故选B.20.设函数是定义在R上的偶函数,且,当时,,则在区间内关于x的方程解的个数为A. 1B. 2C. 3D. 4【答案】C【解析】【分析】本题综合考查了函数的奇偶性、周期性、函数图象的交点与方程的根的关系,考查数形结合思想,属于较难题.由题意求得函数的周期,根据偶函数的性质及当时函数解析式,画出函数的图象,根据图象可得与在区间上有3个不同的交点.【解答】解:函数是定义在R上的偶函数,对于任意的,都有,,函数是一个周期函数,且.又当时,,且函数是定义在R上的偶函数,则函数与的图象如下图所示:根据图象可得与在区间上有3个不同的交点.故选C.二、不定项选择题(本大题共4小题,共16.0分)21.已知定义在R上的函数的图象连续不断,若存在常数,使得对任意的实数x成立,则称是回旋函数给出下列四个命题中,正确的命题是A. 常值函数为回旋函数的充要条件是;B. 若为回旋函数,则;C. 函数不是回旋函数;D. 若是的回旋函数,则在上至少有2015个零点.【答案】ACD【解析】【分析】本题考查新定义的理解和运用,考查函数的周期、函数的零点,注意转化为函数的图象的交点个数,考查数形结合思想以及运算能力,属于中档题.A利用回旋函数的定义即可,B若指数函数为回旋函数,根据定义求解,得矛盾结论,C利用回旋函数的定义,令,则必须有;令,则有,故可判断;D由定义得到,由零点存在定理得,在区间上必有一个零点令,2,,,,,即可得到.【解答】解:对于A,函数为回旋函数,则由,得,,故A正确;对于B,若指数函为回旋函数,则,,,故B错误;对于C,若对任意实数都成立,令,则必须有,令,则有,显然不是这个方程的解,故假设不成立,该函数不是回旋函数,故C正确;对于D,若若是的回旋函数,则对任意的实数x都成立,即有,则与异号,由零点存在定理得,在区间上必有一个零点,可令,2,4,6,,,则函数在上至少存在2015个零点,故D正确.故选ACD.22.已知,若有唯一的零点,则m的值可能为A. 2B. 3C.D.【答案】ACD【解析】【分析】本题考查函数的导数的应用,函数的零点以及数形结合,构造法的应用,考查转化思想以及计算能力,是难题.通过只有一个零点,化为只有一个实数根.令,利用函数的导数,判断函数的单调性,结合函数的图象,通过当时,当时,当时,当时,验证函数的零点个数,推出结果即可.【解答】解:,.只有一个零点,只有一个实数根,即只有一个实数根.令,则,函数在R上单调递减,且时,,函数的大致图象如图所示,所以只需关于t的方程有且只有一个正实根.当时,方程为,解得,符合题意;当时,方程为,解得或,不符合题意;当时,方程为,得,只有,符合题意.当时,方程为,得,只有,符合题意.故选:ACD.23.关于函数,下列选项正确的是A. 是偶函数B. 在区间单调递增C. 在有4个零点D. 的最大值为2【答案】AD【解析】【分析】本题考查三角函数的性质,根据条件结合三角函数的图象和性质逐项判断即可,属于基础题利用奇偶性的定义即可判断A;时,,问题转化为正弦函数的性质;在当时,,利用零点定义借助奇偶性即可得到答案;利用最值定义即可判断.【解答】解:,故是偶函数,A对;时,,故在区间单调递减,B错;当时,,令得到或,又在是偶函数,故在有3个零点,分别为,C错;,故,又,故的最大值为2,D对.故选AD.24.对于定义域为D的函数,若存在区间,同时满足下列条件:在上是单调的;当定义域是时,的值域也是,则称为该函数的“和谐区间”下列函数存在“和谐区间”的是A. B. C. D.【答案】ABD【解析】【分析】本题以新定义问题为载体,考查了函数的单调性,定义域与值域,考查了判断函数零点个数的方法,一是可以直接求方程的实数根,即是函数的零点,二是转化成两个函数的交点,通过数形结合判断零点个数,或是根据零点个数判断参数的取值范围,解题的关键是理解“和谐区间”的定义,属于较难题.逐一分析选项,判断每个函数是否满足两个条件,依据方程实数根或是函数零点个数判断是否正确.【解答】解:A.是单调递增函数,若存在区间,,使,解得,,所以存在区间满足条件,所以A正确;B.在和都是单调递增函数,所以设或,满足,解得,所以存在区间满足条件,所以B正确;C.是单调递增函数,若存在区间,,使,即有两个不等实数根,但与相切于点,没有两个不等实数根,所以C不正确;D.是单调递增函数,定义域是,若存在区间,,使,即有两个不等实数根,同一坐标系中画出与的图象,即与有两个不同的交点,满足条件,所以D正确.故选ABD.三、填空题(本大题共4小题,共20.0分)25.设若函数在区间内有零点,则实数a的取值范围为________.【答案】【解析】【分析】本题考查了函数的零点与方程根的关系,属于基础题,难度一般.根据题意可知最小值为,所以且或者且,即可求解.【解答】解:因为函数在区间内有零点,又函数在区间内最小值为,所以且,或者且,代入得或所以有.故答案为.26.函数的零点个数是________.【答案】2【解析】【分析】本题考查函数的零点与方程的关系及零点存在性定理,属于一般难度题.【解答】解:令,解得舍或;令,即,在的范围内两函数的图象有一个交点,即原方程有一个根.综上函数共有两个零点.故答案为2.27.若函数的两个零点是2和3,则函数的零点是________.【答案】和【解析】【分析】本题主要考查函数的零点与方程的根的关系,是基础题.由题意得,,所以,从而有,所以其零点可求.【解答】解:由题意得,,所以,令,即,解得或,所以其零点为和.故答案为和.28.设函数若函数在区间内有零点,则实数a的取值范围为________.【答案】【解析】【分析】本题考查函数的零点与方程根的关系,属于基础题.将函数有零点的问题转化为方程后,再分离出参数a,从而转化为求函数的值域来加以解决,这体现了函数与方程之间的相互转化关系的应用.【解答】解:由得.因为,所以,所以.四、解答题(本大题共2小题,共24.0分)29.已知函数.若是定义在R上的偶函数,求实数a的值;在的条件下,若,求函数的零点.【答案】解:是定义在R上的偶函数.,即,故.函数,.所以满足题意.依题意,令,则有,得,令,则,解得.即.函数有两个零点,分别为和.【解析】【试题解析】本题考查函数的零点的求法,函数的奇偶性的性质的应用,考查计算能力,属于中档题.利用偶函数的定义,求解即可.化简方程,利用二次方程转化求解即可.30.已知函数满足:.若,求x的值;对于任意实数,,试比较与的大小;若方程在区间上有解,求实数a的取值范围.【答案】解:,可得,方程,当时,,,,,解得;当时,,即,无解.综上,;,时,;函数,在R上单调递增,方程在区间上有解,在区间上有解,即在有解,由,可得的值域为,即有,实数a的取值范围为.【解析】本题考查了指数函数的性质,转化思想,考查分类讨论思想方法,以及参数分离,属于中档题.求得的解析式,讨论,,去绝对值,解不等式即可得到所求解;由作差法和配方法,结合指数的圆性质即可得到大小关系;方程在区间上有解在区间上有解,由参数分离和配方法、结合二次函数的值域有解,可得实数a的取值范围.。

专题09 利用图象求解函数零点问题-2021年高考数学一轮复习优拔尖必刷压轴题(选择题、填空题)

专题09 利用图象求解函数零点问题-2021年高考数学一轮复习优拔尖必刷压轴题(选择题、填空题)

1专题09 利用图象求解函数零点问题【方法点拨】1.函数的零点就是函数图象与x 轴交点的横坐标,解决实际问题时,往往需分离函数,将零点个数问题转化为两个函数图象交点个数问题,将零点所在区间问题,转化为交点的横坐标所在区间问题.2.利用图象法解决零点问题,分离函数的基本策略是:一静一动,一直一曲,动直线、静曲线.3. 利用图象法解决零点问题时,作图时要注意运用导数等相关知识分析函数的单调性、奇偶性、以及关键点线(如渐进线),以保证图像的准确.【典型题示例】例1 (2020·天津·9)已知函数3,0,(),0.x x f x x x ⎧=⎨-<⎩若函数2()()2g x f x kx x =--(k R ∈)恰有4个零点,则k 的取值范围是( ) A. 1,(22,)2⎛⎫-∞-+∞ ⎪⎝⎭B. 1,(0,22)2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭C. (,0)(0,22)-∞D. (,0)(22,)-∞+∞【答案】D【分析】由(0)0g =,结合已知,将问题转化为|2|y kx =-与()()||f x h x x =有3个不同交点,分0,0,0k k k =<>三种情况,数形结合讨论即可得到答案.【解析】注意到(0)0g =,所以要使()g x 恰有4个零点,只需方程()|2|||f x kx x -=恰有3个实根即可, 令()h x =()||f x x ,即|2|y kx =-与()()||f x h x x =的图象有3个不同交点.因为2,0()()1,0x x f x h x x x ⎧>==⎨<⎩, 当0k =时,此时2y =,如图1,2y =与()()||f x h x x =有2个不同交点,不满足题意;2当k 0<时,如图2,此时|2|ykx =-与()()||f x h x x =恒有3个不同交点,满足题意; 当0k >时,如图3,当2y kx =-与2yx 相切时,联立方程得220x kx -+=,令0∆=得280k -=,解得22k =(负值舍去),所以22k >. 综上,k 的取值范围为(,0)(22,)-∞+∞.故选:D.点评:本题是一道由函数零点个数求参数的取值范围的问题,其基本思路是运用图象,将零点个数问题转化为两函数图象交点个数,考查函数与方程的应用、数形结合思想、转化与化归思想、导数知识、一元二次方程、极值不等式、特值等进行分析求参数的范围.例2 (2020·江苏镇江三模·13)已知函数()2e 143,13xx f x x x x ⎧≤⎪=⎨-+-<<⎪⎩,,若函数()()2g x f x k x =-+有三个零点,则实数k 的取值范围是__________.【答案】151e 0,,e 3⎛⎫⎛⎤⎪ ⎥ ⎪⎝⎦⎝⎭ 【解析】作()2e ,143,13x x f x x x x ⎧≤⎪=⎨-+-<<⎪⎩与2y k x =+图象,由243(2),0,2x x k x k x -+-=+>>-得2222(1)(44)430k x k x k ++-++= 由2222(44)4(1)(43)0k k k ∆=--++=得211501515k k k =>∴=, 对应图中分界线①;由(2),0,2y k x k x =+>>-过点(1,)e 得3ek =,对应图中分界线②;3当(2),0,2y k x k x =+>>-与x y e =相切于00(,)x x e 时,因为e xy '=,所以0001(2)01,x k e k x k x k e==+>∴=-=,对应图中分界线③;因为函数()()2g x f x k x =-+有三个零点,所以实数k 的取值范围是151e 0,,15e 3⎛⎛⎤⎥ ⎝⎦⎝⎭ 故答案为:151e 0,,15e 3⎛⎛⎤⎥ ⎝⎦⎝⎭ 例3 (2020·江苏南通基地校一联考·14)已知函数与的零点分别为 和.若,则实数的取值范围是 . 【答案】(),1-∞-【分析】将问题转化为函数y m =与函数1()1h x x x =--和1()ln 2e x x x =-交点的大小问题,作出函数图像,观察图像可得结果.【解析】由2()(1)10f x x m x =-+-=,得11m x x=--, 对于函数1()1h x x x=--,在()0,∞+上单调递增,在(),0-∞上单调递减, 由()ln 220g x x x m =--=,得1ln 2m x x =-,对于1()ln 2e x x x =-,'112122x y x x -=-=得1ln 2y x x =-在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递减,最大值为111ln 222-,其图像如图,2()(1)1f x x m x =-+-()ln 22g x x x m =--12x x ,34x x ,1324x x x x <<<m4令111ln 2x x x x --=-得(1,1)A -,要1324x x x x <<<,则直线y m =要在A 点下方, 1m ∴<-,∴实数的取值范围是(,1)-∞-.例4 (2020·江苏七市(南通、泰州、扬州、徐州、淮安、连云港、宿迁)三模·13)已知函数22(1), 0()2, 0k x f x x x k x ⎧-<⎪=⎨⎪-≥⎩,若函数()()()g x f x f x =-+有且仅有四个不同的零点,则实数k 的取值范围是 . 【答案】(27,+∞)【解析】易知()()()g x f x f x =-+是偶函数,问题可转化为22(), 0kg x x k x x=+->有且仅有两个不同的零点. 分离函数得()21210x x k x=-+>,由图形易知k >0, 问题进一步转化为()21210y x y x k x==-+>、有两个交点问题.设两个函数图象的公切点为()0002,10x x x ⎛⎫-+> ⎪⎝⎭则0202000222110x x k x x k x ⎧=⎪⎪⎪-+=⎨⎪⎪>⎪⎩,解得03x =, m5所以当200121x k x <-+时,即k >27时,上述两个函数图象有两个交点 综上所述,实数k 的取值范围是(27,+∞).例5 (2020·江苏南通五月模拟·13)已知函数2210()0xx mx x e f x e mx x ⎧+<⎪=⎨⎪+>⎩,,,,若函数()f x 有四个不同的零点,则实数m 的取值范围是 .【答案】2(,)4e -∞-【解析】2210()0xx mx x e f x e mx x ⎧+<⎪=⎨⎪+>⎩,,,是偶函数,问题转化为2=0x e mx +,即2=x e mx -(0x >)有两个零点易知0m <,两边均为曲线,较难求解.两边取自然对数,()=ln 2ln x m x -+,即()ln 2ln x m x --= 问题即为:()()ln g x x m =--与()2ln h x x =有两个交点先考察直线y x b =+与()2ln h x x =相切,即只有一点交点的“临界状态” 设切点为00(,2ln )x x ,则002()1h x x '==,解得02x =,此时切点为(2,2ln 2)代入2ln22b =-再求()()ln g x x m =--与()2ln h x x =有两个交点时,m 的取值范围 由图象知,当()()ln g x x m =--在直线y x b =+下方时,满足题意 故()ln 2ln 22m b --<=-,解之得24e m <-,此时也符合0m <所以实数m 的取值范围是2(,)4e -∞-.点评:取对数的目的在于“化双曲为一直一曲”,简化了运算、难度,取对数不影响零点的个数.例6 若函数3||()2x f x kx x =-+有三个不同的零点,则实数k 的取值范围为 .【答案】 27(,)32-∞-⋃+∞(0,) 【分析】本题的难点是“分离函数”,函数分离的是否恰当、易于进一步解题,是分离时应6综合考虑的重要因素,也是学生数学素养、能力的综合体现.本例中,可将已知变形为下列多种形式:3||2x kxx =+2||(2)x kx x x =+、3||(2)x k x x =+,31(2)x x k x +=,···,但利用31(2)x x k x +=【解析】易知0是函数3()2f x kx x =-+一个的零点,当x ≠0时,3()02f x kx x =-=+可化为31(2)x x k x +=,考虑1y k=与3(2)()x x g x x +=有且只有两个非零零点. 如下图,利用导数知识易得:min 432()()327g x g =-=-由图象得:321027k -<<或10k >,解之得: 2732k <-或0k >所以实数k 的取值范围为27(,)32-∞-⋃+∞(0,). 例7 (2020·南通基地校第三次联考·14)已知函数24()ln(e1)x f x -=+,()2g x x a =+-.若关于x 的方程()()f x g x =有四个不相等的实数解,则实数a 的取值范围是 . 【答案】()4ln 2,ln(e 1)2+-【分析】从结构上看,首先考虑“对化指”,方程24242ln(e1)2e1e0x x x a x a --+-+=+-⇔+-=,属于复合函数的零点问题,内函数是指数型,外函数是二次函数.设242()e 1ex x a h x -+-=+-,x R ∈,则()h x 为偶函数,研究 “一半”, 令2ex t -=,x >0,则关于t 的方程2e 10at t -+=在(2e -,+∞)内有两个不相等的实根,分离参数,利用“形”立得. 【解析】方程24242()()ln(e 1)2e1e0x x x a f x g x x a --+-=⇔+=+-⇔+-=令242()e1ex x a h x -+-=+-,x R ∈,则显然()h x 为偶函数,211234567224681012f x () =x 3∙x + 2()xO7所以方程()()f x g x =有四个实根⇔函数242()e1e x x a h x -+-=+-,x >0有两个零点, 令2ex t -=,x >0,则关于t 的方程2e 10at t -+=,即1e at t=+在(2e -,+∞)内有两个不相等的实根,结合函数1y t t=+,2e t ->的图像,得222e e e a -<<+,即4ln 2ln(e 1)2a <<+-,则实数a 的取值范围是()4ln 2,ln(e 1)2+-.【巩固训练】1. 已知函数()2xf x e x a =-+有零点,则实数a 的取值范围是____________.2. 已知函数22()(21)(31)(2)(2)x x f x a a e a x e x =---+++有四个零点,则实数a 的取值范围是__________.3. 已知e 为自然对数的底数,若方程|xlnx —ex +e |=mx 在区间[e1,e 2]上有三个不同实数根,则实数m 的取值范围是________. 4.已知关于x 的方程2x kx x =-有三个不同的实数解,则实数k 的取值范围是______.5.(2020·南通中学·二调)已知函数2()(1)2f x x a x =-+-有两个零点12,x x ,函数()ln 2g x x x a =--有两个零点34,x x ,满足1324x x x x <<<,则实数a 的取值范围为 .6. (2020·江苏天一中学·12月考)已知函数32ln ,0(),0e x xf x x x x >⎧=⎨+≤⎩,若函数2()()g x f x ax =-有三个不同的零点,则实数a 的取值范围是_____.7.(2020·江苏徐州打靶卷·13)已知函数21,0()1,02x xx x x f x e e x x ⎧++≥⎪=⎨+<⎪⎩,()xg x me =(其中m8是非零实数),若函数()y f x =与函数()y g x =的图象有且仅有两个交点,则的取值范围为 .8.(2020·河北衡水中学八调)已知函数22()(21)(31)(2)(2)xx f x a a e a x e x =---+++有四个零点,则实数a 的取值范围是__________. A. 1,12⎛⎫⎪⎝⎭ B. 11,2e +⎛⎫ ⎪⎝⎭C. 11,22e +⎛⎫⎪⎝⎭ D. 11,11,22e +⎛⎫⎛⎫⋃ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭9.已知函数3()f x x a a x=--+,,若关于的方程()2f x =有且仅有三个不同的实根,且它们成等差数列,则实数取值的集合为 .a R ∈x a9【答案或提示】1.【答案】(,2ln 22]-∞-2.【答案】11,11,22e +⎛⎫⎛⎫⋃⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭3.【答案】12,2eee)【解析】方程两边同时除以x ,令()ln ef x x ex,问题转化为()y f x 与y m 的图象在区间[e1,e 2]上有三个交点. ∵221()e x ef x xx x, ∴当1(,)x e e时,()0f x ,()f x 减;当2(,)x e e 时,()0f x ,()f x 增.()10f e e e,()20f e e e作出()yf x 的图象,由图象知实数m 的取值范围是:12,2ee e).4.【答案】102k <<1,02,0x x R x ⎧>⎪-⎪=⎪⎪⎩224651015f x () = ln x () e +e xO1105.【答案】(,2)-∞- 6.【答案】(0,1){2}-【提示】易知0是其中一个零点,问题转化为y a =与函数22ln ,0()1,0e xx x k x x x x ⎧>⎪⎪=⎨⎪+<⎪⎩有两个不同的零点.7.【答案】⎪⎭⎫⎢⎣⎡⋃⎪⎭⎫ ⎝⎛e 3,121,0【提示】转化为函数21,0()11,02xx x x e F x x x ⎧++≥⎪⎪=⎨⎪+<⎪⎩与函数()G x m =的图象有且仅有两个交点最简.8.【答案】 D【提示】()(2)(21)(2)x xf x ae x a e x ⎡⎤⎡⎤=-+--+⎣⎦⎣⎦,根据对称性,只需考察1(2)x e x a =+有两个零点,得0a e <<,故有002121a ea e a a <<⎧⎪<-<⎨⎪≠-*⎩,前两者是保证两方程各自有两解,这里(*)易漏,它是保证两方程解不相同的. 9.【答案】953335⎧+⎪-⎨⎪⎪⎩⎭原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!11。

2023年高考数学 名校选填压轴题好题汇编(二)(解析版)

2023年高考数学 名校选填压轴题好题汇编(二)(解析版)

2023年新高考地区数学名校地市选填压轴题好题汇编(二)一、单选题1.(2022·湖南·永州市第一中学高三开学考试)已知,a b ∈R ,函数32,0()11(1),032x x f x x a x ax x <⎧⎪=⎨-++≥⎪⎩,若函数()y f x ax b =--恰有三个零点,则 A .1,0a b <-< B .1,0a b <-> C .1,0a b >-< D .1,0a b >->【答案】C【解析】当0x <时,()(1)0y f x ax b x ax b a x b =--=--=--=,得1bx a=-;()y f x ax b =--最多一个零点;当0x 时,32321111()(1)(1)3232y f x ax b x a x ax ax b x a x b =--=-++--=-+-,2(1)y x a x =+-',当10a +,即1a -时,0y ',()y f x ax b =--在[0,)+∞上递增,()y f x ax b =--最多一个零点.不合题意;当10a +>,即1a >-时,令0y '>得[1x a ∈+,)+∞,函数递增,令0y '<得[0x ∈,1)a +,函数递减;函数最多有2个零点;根据题意函数()y f x ax b =--恰有3个零点⇔函数()y f x ax b =--在(,0)-∞上有一个零点,在[0,)+∞上有2个零点, 如图:∴01b a <-且3211(1)(1)(1)032b a a a b ->⎧⎪⎨+-++-<⎪⎩, 解得0b <,10a ->,310(116,)b a a >>-+∴>-.故选C .2.(2022·湖南·永州市第一中学高三开学考试)天文学中为了衡量星星的明暗程度,古希腊天文学家喜帕恰斯(Hipparchus )在公元前二世纪首先提出了星等这个概念.星等的数值越小,星星就越亮;星等的数值越大,它的光就越暗.到了1850年,由于光度计在天体光度测量中的应用,英国天文学家普森(..M R Pogson )又提出了衡量天体明暗程度的亮度的概念.天体的明暗程度可以用星等或亮度来描述.两颗星的星等与亮度满足()12212.5lg lg m m E E -=-.其中星等为i m 的星的亮度为()1,2i E i =.已知“心宿二”的星等是1.00,“天津四”的星等是1.25,“心宿二”的亮度是“天津四”的r 倍,则与r 最接近的是( )(当x 较小时,2101 2.3 2.7x x x ≈++) A .1.22 B .1.24C .1.26D .1.28【答案】C【解析】若“天津四”的亮度是E ,则“心宿二”的亮度是rE , ∴1.251 2.5(lg lg )rE E -=⋅-,即1lglg 10rE r E ==, ∴0.12101 2.30.1 2.7(0.1) 1.257r =≈+⨯+⨯=. 故选:C.3.(2022·湖南·长沙一中高三开学考试)已知函数()2sin 23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,若方程()23f x =在(0,π)的解为1x ,2x (12x x <),则()12sin x x -=( )A .BC .13D .13-【答案】A【解析】因为()0,x π∈,所以52,333x πππ⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭,又因为12,x x 是1sin 233x π⎛⎫-= ⎪⎝⎭的两根,结合图象可知125212x x π+=,所以2156x x π=-, 所以()12115sin sin 2cos 263x x x x ππ⎛⎫⎛⎫-=-=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,又因为12215,6x x x x π<=-,所以15012x π<<,所以12,332x πππ⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭,所以1cos 23x π⎛⎫- ⎪⎝⎭,所以()12sin x x -=.故选:A.4.(2022·湖南·长沙一中高三开学考试)2022年北京冬奥会成功举办,更加激发全国人民对冰雪运动的爱好,某地为响应全民冰雪运动的号召,建立了一个滑雪场.该滑雪场中某滑道的示意图如图所示,点A ,B 分别为滑道的起点和终点,它们在竖直方向的高度差为20m .两点之间为滑雪弯道,相应的曲线可近似看作某三次函数图象的一部分.综合滑行的安全性与趣味性,在滑道的最陡处,滑雪者的身体与地面所成的夹角约为44°.若还要兼顾滑道的美观性与滑雪者的滑雪体验,则A ,B 两点在水平方向的距离约为( )A .23mB .25mC .27mD .29m【答案】D【解析】以滑道的最陡处为原点O 建立平面直角坐标系,由题意可知,O 为AB 的中点,设三次函数的解析式为()32f x ax bx cx =++,其中0a ≠,设点()0,10A x -,则()0,10B x -,()232f x ax bx c '=++,在滑道最陡处,0x =,则()f x '的对称轴为直线0x =,则03ba-=,可得b =0, 则()()233,f x ax c f x ax cx =='++,在滑道最陡处,设滑雪者的身体与地面所成角为α,则()sin cos 120tan 2sin tan cos 2f c παπααπααα⎛⎫+ ⎪⎛⎫⎝⎭==+==-=- ⎪⎛⎫⎝⎭'+ ⎪⎝⎭,所以()()321,3tan tan x f x ax f x ax αα'=-=-, 由图可知20030001()30tan ()10tan f x ax x f x ax αα⎧=-=⎪⎪⎨⎪=-=-⎩'⎪可得0230tan ,x α=,因为44α≈,则()0230tan 28.9729m x α=≈≈. 故选:D.5.(2022·湖北·宜都二中高三开学考试)已知44ln5,5ln4,5ln a b c πππ===,则,,a b c 的大小关系是( ) A .c a b << B .a b c << C .a c b << D .c b a <<【答案】B【解析】令()()ln e xf x x x=≥,可得()1ln 1ln x x x x f x x x ⋅--'==, 当x e ≥时,()0f x '≤恒成立, 所以()ln xf x x=在()e,+∞上单调递减, 所以()()()π45f f f >>, 即ln πln 4ln 5π45>>,可得4ln ln 4ππ>,5ln44ln5>, 所以4ln ln 4,5ln 44ln5,所以4π5ln π5ln 4>,ππ5ln 44ln5>, 即c b >,b a >. 所以a b c <<.故选:B.6.(2022·湖北·高三开学考试)已知直线l 是曲线ln y x =与曲线2y x x =+的一条公切线,直线l 与曲线2y x x =+相切于点()2,a a a +,则a 满足的关系式为( )A .()21ln 210a a +-+= B .()21ln 210a a +++=C .()21ln 210a a --+=D .()21ln 210a a -++=【答案】C【解析】记()ln y f x x ==得1()f x x'=,记2()g x x x =+得()21g x x '=+,设直线l 与曲线()ln f x x =相切于点(),ln b b ,由于l 是公切线,故可得()()()()()f bg a g a f b g a a b⎧=⎪⎨-''=-'⎪⎩, 即2121ln ()21a b a a b g a a a b ⎧=+⎪⎪⎨+-⎪==+'⎪-⎩化简得()21ln 210a a --+=, 故选:C7.(2022·湖北·高三开学考试)在三棱锥P ABC -中,PAC PAB ∠=∠,24AC AB ==,PA PB ==,BC =P ABC -外接球的表面积为( )A .22πB .26πC .643πD .683π【答案】A 【解析】222PA PB AB PA PB +=⇒⊥,且45PAB ∠=,∴45PAC PAB ∠∠==, 在∴P AC 中,根据余弦定理得,2222cos1622410PC AC AP AC AP PAC∠=+-⋅⋅=+-⨯=,∴22221012PB PC BC+=+==,∴PB PC⊥,又PA PC P=,,PA PC⊂平面P AC,∴PB∴平面P AC,故可将三棱锥B-APC补为直三棱柱11BAC PAC-,则直三棱柱11BAC PAC-的外接球即为三棱锥P-ABC的外接球,设∴P AC外接圆圆心为2O,∴11A BC的外接圆圆心为1O,则直三棱柱的外接球球心为12O O中点O,OA即为外接球的半径.在∴P AC中,根据正弦定理可得22sinPCO APAC∠===∴2O A=∴2222221222211522O OOA OO O A O A⎛⎫=+=+=+=⎪⎝⎭⎝⎭,∴外接球表面积为:2114π4π22π2OA⋅=⨯=.故选:A.8.(2022·湖北·襄阳五中高三阶段练习)已知函数()232(0)3f x x ax a=->的定义域为R,若对于任意的()13,x∞∈+,都存在()21,x∈+∞,使得()()121f x f x⋅=,则a的取值范围是()A.10,3⎛⎤⎥⎝⎦B.3,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C.11,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦D.13,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】D【解析】因为()2323f x x ax=-,所以()22(1)22f ax axx xx'=-=-,2(1)13af=-,(3)918f a=-,令()0f x'=,可得0x=或1xa=,当01a<≤时,11,xa⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则()0f x'>,1,xa⎛⎫∈+∞⎪⎝⎭,则()0f x'<,所以函数()f x在11,a⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,函数()f x在1,a⎛⎫+∞⎪⎝⎭上单调递减,当1a>时,(1,)x∈+∞时,()0f x'<,所以函数()f x 在(1,)+∞上为减函数, 设1()()g x f x =, 因为对于任意的()13,x ∞∈+,都存在()21,x ∈+∞,使得()()121f x f x ⋅=, 所以对于任意的()13,x ∞∈+,都存在()21,x ∈+∞,使得()()21f x g x =, 所以函数()g x 在(3,)+∞上的值域包含与函数()f x 在(1,)+∞上值域, 当1a ≥时,9180a -<,11a≤ 函数()f x 在(1,)+∞上为减函数,函数()f x 在(1,)+∞上的值域为2,13a ⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭,函数()f x 在(3,)+∞上的值域为(),918a -∞-,所以函数()g x 在(3,)+∞上的值域为1,0918a ⎛⎫⎪-⎝⎭, 由已知1,0918a ⎛⎫⊆⎪-⎝⎭2,13a ⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭, 所以2103a-≥,又1a ≥,所以312a ≤≤,(注:由此可排除A ,B ,C) 当103a <≤时,2103a -≥,9180a ->,13a ≥ 函数()f x 在11,a ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,函数()f x 在1,a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递减,函数()f x 在(1,)+∞上的值域为21,a ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭,函数()f x 在(3,)+∞上的值域为21,a ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭,所以函数()g x 在(3,)+∞上的值域为()2,0(,)a -∞+∞,与已知矛盾,当1132a <<时,2103a -≥,9180a ->,123a << 因为函数()f x 在11,a ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,函数()f x 在1,a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递减,所以函数()f x 在(1,)+∞上的值域为21,a ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭,函数()f x 在(3,)+∞上的值域为(),918a -∞-,所以函数()g x 在(3,)+∞上的值域为()1,0,918a ⎛⎫-∞+∞⎪-⎝⎭,与已知矛盾, 当12a =时,2103a ->,9180a -=,12a= ()1,2x ∈,则()0f x '>,()2,x ∈+∞,则()0f x '<,所以函数()f x 在()1,2上单调递增,函数()f x 在()2,+∞上单调递减,所以函数()f x 在(1,)+∞上的值域为(),4-∞,函数()f x 在(3,)+∞上的值域为(),0∞-,所以函数()g x 在(3,)+∞上的值域为(),0∞-,(),0-∞⊆(),4-∞,满足要求当112a <<时,2103a ->,9180a -<,112a << 函数()f x 在11,a ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,函数()f x 在1,a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递增所以函数()f x 在(1,)+∞上的值域为21,a ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭,函数()f x 在(3,)+∞上的值域为(),918a -∞-,所以函数()g x 在(3,)+∞上的值域为1,0918a ⎛⎫⎪-⎝⎭,1,0918a ⎛⎫⊆ ⎪-⎝⎭21,a ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭,满足要求, 综上所述,1322a ≤≤,故选:D.9.(2022·湖北·高三阶段练习)已知四面体D ABC -中,1AC BC AD BD ====,则D ABC -体积的最大值为( )A B C D 【答案】C【解析】设M 为CD 的中点,连接AM,BM , 设四面体A -BCD 的高为h ,则h AM ≤,由于1AC BC AD BD ====,故ACD BCD ≌ , 则ACD BCD ∠=∠,设π,(0,)2BCD ACD αα∈∠=∠=,则sin sin ,22cos 2cos AM BM BC CD CM BC αααα======, 所以1136D ABC A DBC BCDV V Sh CD BM AM --==⋅≤⋅⋅21cos sin 3αα===,当且仅当平面ACD 与平面BCD 垂直且sin αα=即arctan 2α=时取等号,故选:C10.(2022·湖北·高三阶段练习)恰有一个实数x 使得310x ax --=成立,则实数a 的取值范围为( )A .(-∞B .⎛ ∞⎝⎭-C .⎝⎭D .⎛-∞ ⎝⎭【答案】B【解析】当0x =时,10不成立, 所以0x =不是方程的根, 故对原方程转化为21a x x=-,故转化为y a =与21()f x x x=-仅有一个交点, 构造21()f x x x=-,322121()2x f x x x x +'=+=,0x <<或0x >时,()0f x '>,当x <时,()0f x '<, 故函数()f x 在⎛-∞ ⎝单调递减,在⎫⎪⎭和()0,∞+单调递增,又f ,当x →-∞时,()f x →+∞,x →+∞时,()f x →+∞, 且0x -→时,()f x →+∞,0x +→时,()f x →-∞, 故要使得y a =与()f x 仅有一个交点,即a 的取值范围是⎛ ∞⎝⎭-故选:B .11.(2022·湖北武汉·高三开学考试)已知椭圆Γ:22221(0)x y a b a b+=>>的两个焦点为1F ,2F ,过2F 的直线与Γ交于A ,B 两点.若223AF F B =,12AB AF =,则Γ的离心率为( )A .15BCD【答案】C【解析】设2F B m =,则23AF m =,124AB AF m ==. 由椭圆的定义可知1225BF BF a m +==,所以25m a =,所以265AF a =,145AF a =.在∴ABF 1中,22222211118481555cos 8424255a a a AB AF BF A a a AB AF ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪ ⎪+-⎝⎭⎝⎭⎝⎭===⨯⨯.所以在∴AF 1F 2中,2221212122cos F F AF AF AF AF A =+-,即22224441425554a a a c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭整理可得:22225c e a ==,所以e =故选:C12.(2022·湖北武汉·高三开学考试)若1e 2ln2xyx y +-=+,其中2x >,2y >,则下列结论一定成立的是( ) A .2x y > B .22e x y >C .x y >D .2e x y >【答案】D【解析】因为1e 2ln2xyx y +-=+,其中2x >,2y >, 所以e 12ln212ln 1ln ln 2222222xy y y x y y y yy =--=--=--+--,其中2x >,2y >, 令1ln y x x =--,'111x y x x-=-=, 故()0,1x ∈时,'10x y x-=<,1ln y x x =--单调递减, ()1,x ∈+∞时,'10x y x-=>,1ln y x x =--单调递增, 所以1ln 0y x x =--≥,即1ln x x -≥,当且仅当1x =时等号成立, 所以1ln ,222y yy ->>,所以e ln 22xy x y >-- 故令()e ,2x x f x x ->=,则e ln 22xy x y >--等价于()ln 2y f x f ⎛⎫> ⎪⎝⎭, 因为()e 10,2x f x x =->>',故函数()e xf x x =-在()2,+∞单调递增,所以()ln 2y f x f ⎛⎫> ⎪⎝⎭等价于ln 2y x >,即ln e ln 2xy x =>所以e 2xy >,即2e x y >.故选:D13.(2022·湖北·宜城市第二高级中学高三开学考试)已知0.21,ln1.2,tan 0.2e a b c =-==,其中e 2.71828=为自然对数的底数,则( ) A .c a b >> B .a c b >> C .b a c >> D .a b c >>【答案】B【解析】令cos cos sin ()1tan cos e e x xx x x f x x x--=--=,04x π<<,令()cos cos sin e x g x x x x =--,()(sin cos )sin cos (1)(cos sin )e e x x g x x x x x x x '=-++-=-⋅-, 当04x π<<时,()0g x '>,()g x 单调递增,又(0)110g =-=,所以()0>g x ,又cos 0x >, 所以()0f x >,在(0,)4π成立,所以(0.2)0f >即a c >,令()ln(1)h x x x =+-,1()111xh x x x -=-=++',()h x 在(0,)2x π∈为减函数,所以()(0)0h x h <=,即ln(1)x x +<, 令()tan m x x x =-,21()1cos m x x '=-,()m x 在(0,)2x π∈为减函数,所以()(0)0m x m <=,即tan x x <, 所以ln(1)tan x x x +<<,(0,)2x π∈成立, 令0.2x =,则上式变为ln(0.21)0.2tan 0.2+<<,所以0.2b c << 所以b c <, 所以b c a <<. 故答案为:B.14.(2022·湖北·宜城市第二高级中学高三开学考试)已知正实数C 满足:对于任意θ,均存在,,0255i j i j ∈≤≤≤Z ,使得2cos iC jθ-≤,记C 的最小值为λ,则( ) A .1120001000λ<< B .111000500λ<< C .11500200λ<< D .11200100λ<< 【答案】B【解析】题设等价于对于任意[]0,1x ∈,均存在,,0255i j i j ∈≤≤≤Z ,使得ix C j-≤,将i j 在数轴上表示如下:当x 与上述数轴上的点重合时,易得存在,,0255i j i j ∈≤≤≤Z 使得0i x j -=,又C 为正实数,则ix C j-≤成立;当x 与上述数轴上的点不重合时,假设在相邻的两个点1212,i i j j 之间,则12112112i i i x j j j -≤-,当且仅当x 在相邻的两个点1212,i i j j 中点时取等, 要使对于任意[]0,1x ∈,均存在,,0255i j i j ∈≤≤≤Z ,使得ix C j-≤,则有212112i i C j j ≥-, 又数轴上所有相邻的两个点之间距离最大为1254101255255255-=-=,此时x 在相邻的两个点10,255或254,1255中点,则1112255510C ≥⨯=. 以下说明数轴上所有相邻的两个点之间距离最大为1255,易得数轴上(),14,252552550k k k k ∈≤≤+Z 两点之间的距离为1255, 当0k =或254k =,10,255和254,1255为相邻的两点,之间的距离为1255;当1253k ≤≤时,则1255254255k k k +<<,即1,255255k k +之间必存在点254k,可得相邻的两点之间的距离小于1255,综上可得数轴上所有相邻的两个点之间距离最大为1255. 故1510λ=,故111000500λ<<. 故选:B.15.(2022·湖北·宜城市第二高级中学高三开学考试)蹴鞠(如图所示),又名蹴球,蹴圆,筑球,踢圆等,蹴有用脚蹴、踢、蹋的含义,鞠最早系外包皮革、内实米糠的球因而蹴鞠就是指古人以脚蹴、蹋、踢皮球的活动,类似于今日的足球.2006年5月20日,蹴鞠作为非物质文化遗产经国务院批准已列入第一批国家非物质文化遗产名录.已知某鞠(球)的表面上有四个点A ,B ,C ,P ,且球心O 在PC 上,4AC BC ==,AC BC ⊥,tan tan PAB PBA ∠=∠=)A .9πB .18πC .36πD .64π【答案】C【解析】如图,取AB 的中点M ,连接MP ,由AC =BC =4,AC ∴BC 得:AB =由tan tan PAB PBA ∠=∠=MP ==连接CM 并延长,交球O 于点H ,连接PH ,因为PC 球O 的直径,设球的半径为R ,则PH ∴CH ,1122MH CH AB ===则2PH ==,所以()(222222436R PC CH PH ==+=+=,解得:3R =,球的表面积为24π36πR =.故选:C二、多选题16.(2022·湖南·永州市第一中学高三开学考试)已知函数()()2+cos 4x f x x x R ππ=-∈,则下列说法正确的有( )A .直线y =0为曲线y =f (x )的一条切线B .f (x )的极值点个数为3C .f (x )的零点个数为4D .若f (1x )=f (2x )(1 x ≠2x ),则1x +2x =0 【答案】AB 【解析】因为()()2+cos 4x f x x x R ππ=-∈,所以()()'2sin xf x x x R π=-∈,令'0f x,即2sin xx π=,令1sin y x =,22xy π=,在同一坐标系中作出两函数的图像,由图像得:当,2x π⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭和,02x π⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,2sin x x π<,所以此时()'>0f x ,所以()f x 在,02π⎛⎫- ⎪⎝⎭和,2π⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递增;当,2x π⎛⎫∈-∞- ⎪⎝⎭和02x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,时,2sin >x x π,所以此时()'0f x <,所以()f x 在2π⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭,和0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减;且()014f π=-,22+cos 0224f πππππ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎝⎭=-= ⎪⎝⎭,22+cos 0224f πππππ⎛⎫- ⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭-=--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,作出函数()f x 的图象如下图所示:对于A 选项:根据函数的图象,知A 选项正确;对于B :由图象得'0f x有3个不同的解,有3个极值点,故B 正确;对于C :当2x π=或2x π=-时,()0f x =,所以函数()f x 有2个零点,故C 不正确; 对于D :因为()()()()22+cos +cos 44x x f x x x f x ππππ--=--=-=,所以函数()f x 是偶函数,所以函数()f x 关于y 轴对称,若()()12f x f x =,则当120x x =≠时,()()2014f f x π==-,此时即122+0x x x =≠,故D 不正确. 故选:AB.17.(2022·湖南·永州市第一中学高三开学考试)已知()f x 是定义在R 上的偶函数,且对任意R x ∈,有()()11f x f x +=--,当[]0,1x ∈时,()22f x x x =+-,则( )A .()f x 是以4为周期的周期函数B .()()202120222f f +=-C .函数()()2log 1y f x x =-+有3个零点D .当[]3,4x ∈时,()2918f x x x =-+【答案】ACD【解析】依题意,()f x 为偶函数,且()()11f x f x +=--⇒()f x 关于()1,0对称, 则()()()()()413132f x f x f x f x +=++=--+=---()()()()()()()()221111f x f x f x f x f x f x =--+=-+=-++=-+=-=, 所以()f x 是周期为4的周期函数,A 正确.因为()f x 的周期为4,则()()202110f f ==,()()()2022202f f f ==-=, 所以()()202120222f f +=,B 错误;作函数()2log 1y x =+和()y f x =的图象如下图所示,由图可知,两个函数图象有3个交点,C 正确; 当[]3,4x ∈时,[]40,1x -∈,则()()()()()224442918f x f x f x x x x x =-=-=-+--=-+,D 正确.故选:ACD18.(2022·湖南·长沙一中高三开学考试)已知11(,)A x y ,22(,)B x y 是圆O :221x y +=上两点,则下列结论正确的是( )A .若1AB =,则3AOB π∠=B .若点O 到直线AB 的距离为12,则AB =C .若2AOB π∠=,则112211x y x y +-++-的最大值为D .若2AOB π∠=,则112211x y x y +-++-的最大值为4【答案】AD【解析】对于A ,若1AB =,则可知点O 到AB 3AOB π∠=,故A 正确;对于B ,若点O 到直线AB 的距离为12,则可知2AB ,从而得AB ,故B 错误;对于C ,D 的值可转化为单位圆上的()()1122,,,A x y B x y 两点到直线10x y +-=的距离之和,又AOB 90∠=,所以三角形AOB 是等腰直角三角形,设M 是AB 的中点,则OM AB ⊥,且OM OA ==M 在以O ,A B 两点到直线10x y +-=的距离之和为AB 的中点M 到直线10x y +-=的距离的两倍.点()0,0O 到直线10x y +-=所以点M 到直线10x y +-==因此112211x y x y +-++-的最大值为4.从而可知C 错误,D正确.. 故选:AD.19.(2022·湖南·长沙一中高三开学考试)已知定义在R 上的偶函数()f x ,其导函数为()'f x ,当0x ≥时,()'sin 20f x x +<.则( )A .函数()()2cos g x f x x =-的图象关于y 轴对称 B .函数()()2cos g x f x x =-在区间[)0,∞+上单调递减C .不等式()cos 22f x f x x π⎛⎫-+< ⎪⎝⎭的解集为,4π⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭D .不等式()cos 22f x f x x π⎛⎫-+< ⎪⎝⎭的解集为,4π⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭【答案】ABC【解析】对于选项A ,由()()()()22cos cos g x f x x f x x -=---=-,所以()g x 为偶函数, 所以函数()()2cos g x f x x =-的图象关于y 轴对称.故A 正确;对于选项B ,由()()2cos g x f x x =-为偶函数.当0x 时,()()sin20g x f x x =+'<',所以()g x 在[)0,∞+上单调递减,故()g x 在(],0-∞上单调递增.故B 正确;对于C 、D 选项,由()cos22f x f x x π⎛⎫-+< ⎪⎝⎭,得()22cos sin 2f x f x x x π⎛⎫-+<- ⎪⎝⎭,所以()22sin cos 2f x x f x x π⎛⎫+->- ⎪⎝⎭,即()22cos cos 22f x x f x x ππ⎛⎫⎛⎫+-+>- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以()2g x g x π⎛⎫+> ⎪⎝⎭.所以2x x π+<,解得4x π<-.所以C 正确,D 错误, 故选:ABC .20.(2022·湖南·长沙一中高三开学考试)已知椭圆C :2212x y a +=(2a >)过点P (1,1)的直线与椭圆C 交于A ,B 两点,且满足AP PB λ=.动点Q 满足AQ QB λ=-,则下列结论正确的是( ) A .3a =B .动点Q 的轨迹方程为2360x y +-=C .线段OQ (OD .线段OQ (O【答案】ABD【解析】对于A :由椭圆22:1(2)2x y C a a +=>=3a =,故A 正确;对于B :设()()()()()11221122,,,,,,1,1,1,1,A x y B x y Q m n AP x y PB x y ∴=--=--1122(,),(,)AQ m x n y QB x m y n =--=--,由,AP PB AQ QB λλ==-,得()()()121212121,11,1,,x x x x x x m m x x m λλλλλλ⎧+=+-=-⎧⎪∴⎨⎨-=--=--⎪⎩⎩两式相乘得()2222121x x m λλ-=-,同理可得()()22222222221122121,1323232x y x y m n y y n λλλλ⎛⎫⎛⎫-=-∴+-+=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由题意知0λ>且1λ≠,否则与AQ QB λ=-矛盾,1,32m n ∴+=∴动点Q 的轨迹方程为132yx +=,即直线2360x y +-=,故B 正确;对于C 、D :所以线段OQ 长度的最小值即为原点到直线的距离,OQ ∴min == 故C 错误,D 正确. 故选:ABD.21.(2022·湖北·宜都二中高三开学考试)已知函数()f x 满足x R ∀∈,有()(6)f x f x =-,且(2)(2)f x f x +=-,当[1,1]x ∈-时,)()ln f x x =,则下列说法正确的是( )A .(2021)0f =B .(2020,2022)x ∈时,()f x 单调递增C .()f x 关于点(1010,0)对称D .(1,11)x ∈-时,方程()sin 2f x x π⎛⎫=⎪⎝⎭的所有根的和为30 【答案】CD【解析】由题设知:()))()f x x x f x -===-=-,故()f x 在[1,1]x ∈-上为奇函数且单调递减,又(2)(4)(2)f x f x f x +=-=-,即关于21x k =+、(2,0)k ,k Z ∈对称,且最小周期为4,A :(2021)(50541)(1)1)0f f f =⨯+==≠,错误;B :(2020,2022)x ∈等价于(0,2)x ∈,由上易知:(0,1)上递减,(1,2)上递增,故()f x 不单调,错误;C :由上知:()f x 关于(2,0)k 对称且k Z ∈,所以()f x 关于(1010,0)对称,正确;D :由题意,只需确定()f x 与sin 2xy π=在(1,11)x ∈-的交点,判断交点横坐标的对称情况即可求和,如下图示,∴共有6个交点且关于5x =对称,则16253410x x x x x x +=+=+=, ∴所有根的和为30,正确. 故选:CD22.(2022·湖北·宜都二中高三开学考试)已知函数()21e e x xf x k+=+.则( ) A .当0k =时,()f x 是R 上的减函数 B .当1k =时,()f x 的最大值为122C .()f x 可能有两个极值点D .若存在实数a ,b ,使得()()g x f x a b =++为奇函数,则1k =- 【答案】ABD【解析】A :当0k =时,()2e1e x xf x +=,则()2222e 0e x x xx e e f x --+'==-<,所以()f x 是R 上的减函数,故A正确;B :当1k =时,()21e e 1x x f x +=+,令e 0x t =>,则()()()2211112121212121y t t t t t t t ++=====++-+++-++,当且仅当1t =时,取得最大值,所以()f x 122,故B 正确;C :()()()222e 2ex x x xe e kf x k -'=++-,令()()()2220e 2ex xx x e e f k k x -'=++=-,即220x x e e k +-=,所以22x x e e k +=,令()22x x h x e e =+,则()2220x xh x e e '=+>,所以()h x 在R 上单调递增,而x →-∞时,()0h x →,x →+∞时,()h x →+∞,所以()0,k ∈+∞时,220x x e e k +-=有一个根,故()f x 有1个极值点,(],0k ∈-∞时,220x x e e k +-=无解,故()f x 无极值点,故()f x 不可能有2个极值点,故C 错误;D :若1k =-,则()21e e 111e x x x f x +==--,取10,2a b ==,则()11,012e xg x x =+≠-,()()0g x g x -+=,为奇函数, 当1k ≠-时,由C 结合函数的图象、单调性可得不存在实数a ,b ,使得()()g x f x a b =++为奇函数,故D 正确. 故选:ABD.23.(2022·湖北·高三开学考试)已知双曲线22:124y C x -=的左、右焦点分别是1F ,2F ,点P 是双曲线C 右支上的一点,且12PF PF ⊥,则下列结论正确的是( )A .双曲线C 的渐近线方程为y =±B .12PF F 内切圆的半径为2C .1212PF PF +=D .点P 到x 轴的距离为245【答案】ABD【解析】由双曲线C 的方程22124y x -=,得1a =,b =5c=,所以双曲线C 的渐近线方程为y =±,A 正确;因为12PF PF ⊥,122PF PF -=,12210F F c ==,所以2212122100PF PF F F +==,22212121212224PF PF PF PF F F PF PF +-=-=,解得1248PF PF =,故1214PF PF +=,C 错误;12PF F △内切圆的半径为121222PF PF F F +-=, B 正确;设点P 到x 轴的距离为d ,由12PF F △的面积为12242PF PF =,可得12242F F d =,解得245d =. 故选:ABD .24.(2022·湖北·高三开学考试)已知函数()()()()f x x a x b x c =---的三个零点a ,b ,c 满足a b c <<,9,24a b c ab bc ca ++=⎧⎨++=⎩则( ) A .01a << B .24b <<C .45c <<D .()()44b c --的最小值是94-【答案】BC【解析】由题意,函数()()()()f x x a x b x c =---,()()()32f x x a b c x ab bc ca x abc =-+++++-32924x x x abc =-+-,()()()'324f x x x =--,令()'0f x >,得2x <或4x >,令()'0f x <,得24x <<,所以()f x 的极小值在4x =处取得,极大值在2x =处取得,即()f x 的极小值为()416f abc =-,()f x 的极大值为()220f abc =-, 又因为()()()()1164,5202f abc f f abc f =-==-=, 而函数()y f x =的三个零点分别为a ,b ,c ,且a b c <<, 所以12a <<,24b <<,45c <<,故A 错误,B 、C 正确; 由题中条件可知9b c a +=-,()()224249924bc a b c a a a a =-+=--=-+,因此()()()44416b c bc b c --=-++()29244916a a a =-+--+254a a =-+,因为函数254y x x =-+在()1,2上单调递减,所以当()1,2a ∈时,22954252424a a -+>-⨯+=->-,所以D 错误. 故选:BC25.(2022·湖北·襄阳五中高三阶段练习)已知圆台的上下底面的圆周都在半径为2的球面上,圆台的下底面过球心,上底面半径为(02)r r <<,设圆台的体积为V ,则下列选项中说法正确的是( )A .当1r =时,V =B .V 存在最大值C .当r 在区间()0,2内变化时,V 逐渐减小D .当r 在区间()0,2内变化时,V 先增大后减小 【答案】ABD【解析】设圆台的上底面的圆心为1O ,下底面的圆心为O ,点A 为上底面圆周上任意一点,圆台的高为h ,球的半径为R ,则1h OO ===()((22114242)333V S S h r r r r πππ===++<<',对选项(A :1,124,A 3r V π==++=正确; 323V π=',设()323448f r r r r =--++,则()2984f r r r '=--+,设()0f r '=可得29840r r +-=1r =,2r =知()20,2r ∈,且当()()20,,0r r f r ∈'>;(2,r r ∈2),()()0,f r f r '<在()20,r 单调递增,在()2,2r 单调递减,由()()()08,15,224f f f ===-,()01,2r ∃∈,使得()00f r =,当()()00,,0r r f r ∈>,即0;V '>当()()0,2,0r r f r ∈<,即0V '<,所以V 在()00,r 单调递增,在()0,2r 单调递减,则B ,D 正确,C 错误, 故选:ABD .26.(2022·湖北·襄阳五中高三阶段练习)已知抛物线2:4C y x =的焦点为F ,准线为l ,过点F 且斜率大于0的直线交抛物线C 于,A B 两点(其中A 在B 的上方),O 为坐标原点,过线段AB 的中点M 且与x 轴平行的直线依次交直线,,OA OB l 于点,,P Q N .则( )A .若2AF FB =,则直线AB 的斜率为B .PM NQ =C .若,P Q 是线段MN 的三等分点,则直线AB 的斜率为D .若,P Q 不是线段MN 的三等分点,则一定有PQ OQ > 【答案】ABC 【解析】抛物线焦点为()1,0F ,设直线AB 方程为()1y k x =-,0k >,()()1122,,,A x y B x y ,由2(1)4y k x y x=-⎧⎨=⎩得()2222240k x k x k -++=, 由韦达定理可知,212224k x x k ++=,121=x x ,因为2AF FB =,则可得2AF FB =, 且()111,AF x y =--,()221,FB x y =-, 所以12122x x -=-,即21230x x +-=,且121=x x ,12x x > 解得12212x x =⎧⎪⎨=⎪⎩,得1225422x x k+==+,所以k =±0k >所以k =A 正确, 又因为122212M x x x k+==+,()21M M y k x k =-=,故直线MN 方程为2y x=, 又因为,,O P A 共线,所以11P P x y x y =,21111111222P P x y x y y x y ky ky k====, 同理可得22Q y x k=, 12222M P Q y y y x x k k k ++===,222211M N P Q x x x x k k+=+-==+, 所以,M P Q N x x x x -=-,即PM NQ =,故B 正确. 若,P Q 是线段MN 的三等分点,则13PQ MN =, 12221212112233y y k k k -⎛⎫⎛⎫=++=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, ()212413k y y k+-=,又1242M y y y k+==,, ()()()22121212121114y y k x x k x x x x =--=--+=-,12y y ∴-==()2413k k +,解得k =()0k >,故C 正确.由()2222240k x k x k -++=,得1,2x =,即2x =()221y k x =-=,22Q y x k ==2Q M y y k ==,所以OQ =122y y PQ k -==所以()222245241k k OQ PQ k+-+-=()413k =,当k >OQ PQ >,故D 错误. 故选:ABC.27.(2022·湖北·高三阶段练习)如图,在棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -中,O 为正方体的中心,M 为1DD 的中点,F 为侧面正方形11AA D D 内一动点,且满足1//B F 平面1BC M ,则( )A .若P 为正方体表面上一点,则满足OPA 12个B .动点F 的轨迹是一条线段C .三棱锥1F BC M -的体积是随点F 的运动而变化的D .若过A ,M ,1C 三点作正方体的截面Ω,Q 为截面Ω上一点,则线段1A Q 长度的取值范围为⎣【答案】BD【解析】对于A :设O '为底面正方形ABCD 的中心,连接AO ,AO ',OO ',则12AO AC '==1112OO AA '==,所以OO A '的面积为11122AO OO ''⋅==所以在底面ABCD 上点P 与点O '必重合,同理正方形11ABB A 的中心,正方形11ADD A 的中心都满足题意.又当点P 为正方体各条棱的中点时也满足OPA A 不正确; 对于B :如图∴,分别取1AA ,11A D 的中点H ,G ,连接1B G ,GH ,1HB ,1AD .因为11B H C M ∥,1GH BC ∥,1B H ⊂平面BHG ,1C M ⊂平面1BC M ,GH ⊂平面BHG ,1C B ⊂面1BC M ,111BC C M C ⋂=,所以平面1B GH ∥平面1BC M ,而1B F ∥平面1BC M ,所以1B F ⊂平面1B GH ,所以点F 的轨迹为线段GH ,故B 正确;对于C :由选项B 可知,点F 的轨迹为线段GH ,因为GH ∥平面1BC M ,则点F 到平面1BC M 的距离为定值,同时1BC M 的面积也为定值,则三棱锥1F BC M -的体积为定值,故C 不正确; 对于D :如图∴,设平面Ω与平面11AA B B 交于AN ,N 在1BB 上.因为截面Ω⋂平面11AA D D AM =,平面11AA D D ∥平面11BB C C ,所以1AM C N ∥. 同理可证1AN C M ∥,所以截面1AMC N 为平行四边形,所以点N 为1BB 的中点.在四棱锥11A AMC N -中,侧棱11A C 最长,且11AC = 设棱锥11A AMC N -的高为h ,因为1AM C M ==1AMC N 为菱形,所以1AMC 的边1AC 1AC =则112AMC S =⨯△1111111142223323C AA M AA M V S D C -=⋅=⨯⨯⨯⨯=△,所以111111433A AMC AMC C AA M V S h V --=⋅===△,解得h .综上,可知1A Q 长度的取值范围是⎣,故D 正确.故选:BD .28.(2022·湖北·高三阶段练习)[多选题]已知抛物线212x y =的焦点为F ,()11,M x y ,()22,N x y 是抛物线上两点,则下列结论正确的是( ) A .点F 的坐标为1,08⎛⎫⎪⎝⎭B .若直线MN 过点F ,则12116x x =-C .若MF NF λ=,则MN 的最小值为12D .若32MF NF +=,则线段MN 的中点P 到x 轴的距离为58【答案】BCD【解析】易知点F 的坐标为10,8⎛⎫⎪⎝⎭,选项A 错误;根据抛物线的性质知,MN 过焦点F 时,212116x x p =-=-,选项B 正确; 若MF NF λ=,则MN 过点F ,则MN 的最小值即抛物线通径的长, 为2p ,即12,选项C 正确,抛物线212x y =的焦点为10,8⎛⎫⎪⎝⎭,准线方程为18y =-,过点M ,N ,P 分别作准线的垂线MM ',NN ',PP '垂足分别为M ',N ',P ',所以MM MF '=,NN NF =. 所以32MM NN MF NF '+=+=', 所以线段324MM NN PP +''==', 所以线段MN 的中点P 到x 轴的距离为13158488PP '-=-=,选项D 正确.故选:BCD29.(2022·湖北·高三阶段练习)画法几何的创始人——法国数学家加斯帕尔·蒙日发现:椭圆的两条切线互相垂直,则两切线的交点位于一个与椭圆同中心的圆上,称此圆为该椭圆的蒙日圆.已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的离心率为2,1F 、2F 分别为椭圆的左、右焦点,点A 在椭圆上,直线22:0l bx ay a b +--=,则( )A .直线l 与蒙日圆相切B .C 的蒙日圆的方程为2222x y a +=C .记点A 到直线l 的距离为d ,则2d AF -的最小值为(3bD .若矩形MNGH 的四条边均与C 相切,则矩形MNGH 的面积的最大值为28b 【答案】AC【解析】当两切线分别与两坐标轴垂直时,两切线的方程分别为x a =±、y b =±, 所以,点(),a b ±±在蒙日圆上,故蒙日圆的方程为2222x y a b +=+,因为c e a ==,可得222a b =.对于A 选项,蒙日圆圆心到直线l 的距离为22d ==所以,直线l 与蒙日圆相切,A 对;对于B 选项,C 的蒙日圆的方程为2222232x a b y a ==++,B 错;对于C 选项,由椭圆的定义可得122AF AF a +==,则21AF AF =-,所以,21d F d AF A =--+,因为c b =,直线l 的方程为30x b -=,点()1,0F b -到直线l 的距离为d '==,所以,(213d A b d AF d F '=+-=-≥-,当且仅当1AF l ⊥时,等号成立,C 对;对于D 选项,若矩形MNGH 的四条边均与C 相切,则矩形MNGH 的四个顶点都在蒙日圆上,所以,()222212MN MH b +==,所以,矩形MNGH 的面积为22262MN MHS MN MH b +=⋅≤=,D 错.故选:AC.30.(2022·湖北武汉·高三开学考试)设函数()sin (0)3f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭,若()f x 在[0,2π]有且仅有5个零点,则( )A .()f x 在(0,2π)有且仅有3个极大值点B .()f x 在(0,2π)有且仅有2个极小值点C .()f x 在(0,10π)单调递增 D .ω的取值范围是[73,176)【答案】AD【解析】0>ω,02x π≤≤时,2333x πππωωπ≤+≤+,()f x 在[0,2π]有且仅有5个零点,则5263ππωππ≤+<,71736ω≤<,D 正确; 此时32x ππω+=,52π,92π时,()f x 取得极大值,A 正确; 11232ππωπ+≥,3112ω≥,即3117126ω≤<时,3711,,3222x ππππω+=时,()f x 均取得极小值,B 错;(0,)10x π∈时,(,)33103x ππωππω+∈+,73ω≥,则17103302ωππππ+≥>,因此()f x 在(0,)10π上不递增,C 错.故选:AD .31.(2022·湖北武汉·高三开学考试)已知数列{}n a 满足:11a =,(()11322n n a a n -=≥,下列说法正确的是( )A .N n *∀∈,12,,n n n a a a ++成等差数列B .()1132n n n a a a n +-=-≥C .()11*23N n n n a n --≤≤∈D .*N n ∀∈,12,,n n n a a a ++一定不成等比数列【答案】BCD【解析】因为(()11322n n a a n -=≥,所以)1232n n a a n --≥,且0na >, 所以()22111032n n n n a a a a n --+--=≥∴,所以2211103n n n n a a a a +++--=∴所以,∴-∴整理得:()()()1111023n n n n n a a a a a n +-+--+=≥-因为(()111022n n n a a a n --=>≥-, 所以数列{}n a 为单调递增数列,所以()11230n n n a a a n +-+-=≥,即()1132n n n a a a n +-=-≥,故B 选项正确;对于A 选项,若N n *∀∈,12,,n n n a a a ++成等差数列,则123,,a a a 成等差数列,由递推关系得2131,3,8a a a ===,显然不满足等差数列,故A 选项错误;对于C 选项,因为0n a >,数列{}n a 为单调递增数列,所以()123332n n n n n n a a a a a a n -=-≤-≤≥,即()1232n n n a a a n +≤≤≥, 所以()1322n n a n a +≤≤≥,因为213aa =,所以,()*12N 3n na n a +≤≤∈所以,从第2项起,数列{}n a 介于以1为首项,公比分别为2和3为公比的等比数列对应项之间, 所以()11*23N n n n a n --≤≤∈,故C 选项正确;对于D 选项,假设*N n ∀∈,12,,n n n a a a ++成等比数列,则123,,a a a 成等比数列,由递推关系得2131,3,8a a a ===,显然不满足等比数列定义,故D 正确;. 故选:BCD32.(2022·湖北·宜城市第二高级中学高三开学考试)如图,ABCD 是边长为5的正方形,半圆面APD ∴平面ABCD .点P 为半圆弧AD 上一动点(点P 与点A ,D 不重合).下列说法正确的是( )A .三棱锥P -ABD 的四个面都是直角三角形B .三棱锥P 一ABD 体积的最大值为1254C .异面直线P A 与BC 的距离为定值D .当直线PB 与平面ABCD 所成角最大时,平面P AB 截四棱锥P -ABCD 外接球的截面面积为(2534π【答案】AC【解析】对于A 选项,因为底面ABCD 为边长是4的正方形,则AB AD ⊥, 又半圆APD ⊥平面ABCD ,半圆APD 平面ABCD AD =,AB 平面ABCD ,则AB ⊥半圆APD , 又AP ⊂平面APD , 故AB AP ⊥,则APB △为直角三角形, 所以222PB AP AB =+, 因为AD 是圆的直径, 则90APD ∠=︒, 故APD △为直角三角形, 所以222PD AD AP =-, 因为AB AD ⊥,则ADB △是直角三角形, 所以222BD AD AB =+,在PDB △中,222222222()()PB PD AP AB AD AP AD AB BD +=++-=+=, 则90BPD ∠=︒,所以BPD △为直角三角形,故三棱锥P ABD -的每个侧面三角形都是直角三角形, 故选项A 正确;对于B 选项,在三棱锥P ABD -中,AB ⊥半圆面APD , 则AB 是三棱锥P ABD -的高,当点P 是半圆弧AD 的中点时,三棱锥P ABD -的底面积PADS 取得最大值,三棱锥P ABD -的体积取得最大值为1151255532212⨯⨯⨯⨯=, 故选项B 错误;因为半圆面APD ⊥平面ABCD ,AB AD ⊥,半圆面APD 平面ABCD AD =, 所以AB ⊥半圆面APD ,又PA ⊂半圆面APD ,所以AB PA ⊥,又AB BC ⊥,所以AB 为异面直线PA 与BC 的距离,所以异面直线PA 与BC 的距离为定值;故C 正确;对于D 选项,取BD 的中点O ,由选项A 中的解析可得,12OA OB OP OD BD ====, 所以点O 为四棱锥P ABCD -外接球的球心,过点P 作PH AD ⊥于点H ,连接BH ,如图所示,因为半圆面APD ⊥平面ABCD ,半圆面APD 平面ABCD AD =, 故PH ⊥平面ABCD ,所以BH 为PB 在平面ABCD 内的射影, 则PBH ∠为直线PB 与平面ABCD 所成的角, 设AH x =,则05x <<,5DH x =-, 在Rt APD ∆中,2(4)PH AH DH x x =⋅=-,25(5)PD DH AD x =⋅=-,。

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5
i : a = 5 , f ( x) = 5 ,有2个不同实根;
4
4
ii : 0 a 1, f ( x) = a,有2个不同实根;
a的取值范围是 : (0,1)
5 4
.
第 009 题 2018 届高三上期江苏省南通中学开学考试数学 13 题
( ) 已知函数
g
(
x)
=
−x + 1, x
0,
1 2
.
第 008 题 2018 届高三河北衡水中学一调理数 16 题
已知函数y
=
f
( x)是定义域为R的偶函数,当x 0时,
f
(
x
)
=
5
sin
4
1
x
4
2 + 1,
x
,
0
x 1
x 1 .
若关于x的方程5 f ( x)2 − (5a + 6) f ( x) + 6a = 0(a R)有且仅有6个不同实数根,
x (1,+), f ( x) (0,+), f ( f ( x)) (−,−;
又f ( f ( x)) = 0有且只有一个实根,则ln (−k ) 0 即 k −1
−1 k 0;
ii : k 0
x
( −,
0,
f
(
x
)
(
−,
−k
,
f
(
f
(
x))
−,
k −k −
1
;
x (0,1, f ( x) (−,0, f ( f ( x)) (−,−k;
x
2
− 1,
x
0 0
,若函数
y
=
g
g ( x)
− 2m 有 3 个不同零点,则实
m 数得取值范围是 _________.
解析:
x (−,0), g ( x)(+,0),g ( g ( x))(+,0); x 0,1), g ( x)−1,0),g ( g ( x))2,1); x 1, +), g ( x)0, +),g ( g ( x))−1, +); 由g ( g ( x)) = 2m有三个实根,则1 2m 2 即 1 m 1
f ( f (x)) − 2 f (x) − 3 = 0 f ( f (x)) = 2 f (x) + 3
第 0010 题
已知函数
f
(x)
=
2x−1 + 1, x 1
log
2
(
x

1)
,
x
,则函数 F ( x)
1
=
f
(
f
(x)) −
2f
(x) −
3 2
的零点
个数是( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
解析:
易知 : x (−,1, f ( x) (1,2; x (1,2, f ( x) (+,0; x (2, +), f ( x) (0, +);
解析方法一:排除法 m = 0,显然不符合题意;m = 2 ,显然不符合题意.
3 方法二 : i : m 0,显然不符合题意;
ii : m 0, m2 1 − m,且m2 m max1 − m,0 即 m 1;
故m 1.
类型题:
已知函数
f
(
x
)
=
x x
+ 1, x 0 2 − 2x + 1,
2 − =0
f (x)
解析
由f
(x)
=
x2 ex
,得f
'(x)
=
x(2−
ex
x)
;
x (−,0), f '( x) 0, f ( x) ;
x (0, 2),
f
'(x)
0; x (2, +),
f
'(x)
0;则有:f
(x)
f
(2)
=
4; e2
x → −, f ( x) → +; x → +, f ( x) → 0;
x
0
,若关于
x
的方程
f 2 ( x) − af ( x) = 0 恰有 5 个不同的实数解,则 a 的取值范围是( )
A. (0,1) B. (0,2) C. (1,2) D. (0,3)
解析: f 2 ( x) − af ( x) = 0 ( f ( x) − a) f ( x) = 0 f ( x) = a或f ( x) = 0
2 类型题:2018 届高三上期安徽省六安市寿县一中第一次月考文数 答案:D
已知函数
f
(x)
=
2x − m, x 0 −x2 − 2mx, x
,若函数 g ( x)
0
=
f
( x) − m 有 3 个零点,则实数
m 的取值范围为( )
A.
−,
1 2
B.
( −,1)
C.
1 2
,1
D.
(1, + )
t2 = 4 ,即 e2
t = 2 , f ( x) = t2有两个不同的实根;
e
iii :
t2
4 e2
,即
t 2 , f ( x) = t2有一个不同的实根;
e
t
2

t
+
2
=
0有两个相异实根,且一根在
0,2 e
,另一根在
2 e
,+
2 e
2

2 e
+
2
0, 得
e
+
2 e
实数的取值范围是
e
+
2 e
k −
, 1
x
0
,若关于
x
的方程
f
(
f
(x))
=
0
有且只有一个实数
ln x, x 0
解,则实数 k 的取值范围是( )
A. (−1,0) (0,+) B. (−,0) (0,1) C. (−1,0) (0,1) D. (−,−1) (1,+)
解析: i:k 0
x (−,0, f ( x) (0,−k, f ( f ( x)) (−,ln (−k ); x (0,1, f ( x) (−,0, f ( f ( x)) (0,−k;
i : x 1,导数f '( x) = cos x,斜率x = 0, k = f '(0) = 1,切线方程y = x y = f ( x)与y = x在(−,1)上只有一个交点; ii : x 1,如图所示,y = f ( x)与y = x在1, +)上有两个交点需满足:
f f
( (
x0 x0
第 005 题 2018 届高三豫南九校第二次质检文数 12 题
定义在R上的函数f
( x),满足f
(x)
=
2 − x2,
x2
+
2,
x x
−1, 0 0,1)
)
,
且f
(x
+1)
=
f
( x −1),若
g ( x) = 2x − 3 ,则方程g ( x) = f ( x)在区间−1,5上所有实根之和为( )
,+
.
第 003 题
已知函数f ( x) = 1ln−x2x, x, x11,若F ( x) = f ( f ( x) +1) + m有两个不同的零点
x1,x2 ,则x1 + x2 的取值范围是( )
) ) ( ) A. 4 − 2ln 2, +) B. 1+ e, + C. 4 − 2ln 2,1+ e D. −,1+ e
i : m 1, f ( x) = m,有1根;ii : m 1, f ( x) = m,有2实根;
g (m) = m2 + m + t,又两个根分别在(−,1)与1, +)内,则
g (1) 0
注意到:x轴
=

1 2
12 +1+ t 0 即 t −2
故实数t的取值范围为: (−, −2.
=
5 4
, t2
1,
5 4
,
t1
+
t2
=
−a
9 4
,
5 2
,
a

5 2
,

9 4
a的取值范围是
:

5 2
,

9 4

9 4
,
−1
.
第 002 题
已知函数f
(x)
=
x2 ex
,
x
0, e为自然对数底数,关于x的方程
f (x) +
有四个相异实根,则实数的取值范围是 _________ .
x1 + x2 4 − 2 ln 2
故x1 + x2的取值范围是:4 − 2 ln 2, +).
第 004 题
已知函数f
(x)
=
ex , x 0
lg (−x), x
,若关于x的方程f 0
2
(x)
+
f
(x)+t
=
0有三个不同
的实根,则实数t的取值范围为_________ .
解析:
f ( x)的图象如图所示: x 0, f ( x) R; x 0, f ( x) 1;令f ( x) = m,则:
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