高考数学复习第07讲函数的零点问题(解析版).pdf
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1、第 07讲函数的零点问题【典型例题】例 1.(2 0 2 2 秋黄冈月考)已知函数/(幻=2 一。,工,0-0,(历 出 在 R上没有零点,则实数。的取、2值范围是()A.(1,+8)J 0 B.(0,+00)C.(-0 0,0 D.(-0 0,1 2。,0【解析】解:设g(x)=l og|(x +l),x 0,图象如图,2 6Z,x,0函数/0)=,&(|*|+1)_。,彳 0,(。*我)在米-没有令点,.2转化为g(x)图象与函数y=a图象没有交点,数形结合可得4 1 或。=0,实数。的取值范围是(l,+oo)U 。-故选:A.例 2.(2 0 2 2 郑州模拟)函数/(x)=U g x|
2、-悼一 1,给出下列四个结论:若=0,/(x)恰有2个零点;存在负数A,使得了(力恰有个1 零点;存在负数k,使得f (x)恰有个3零点;存在正数k,使得f (x)恰有个3零点.其中正确命题的个数为()A.1 B.2 C.3 D.4【解析】解:对于函数/(x)=|/g x|-Ax-l ;对于,若左=0,/U)=|/g x|-l 令 f(x)=0,整理得 x=|/g x|,y2=1 ,则对于,对于函数y=|/g x|,y2=kx+,当&0 时,故选:C.例 3.(2 0 2 2 和 平 区 二 模)已知函数/(x)满足对任意的xeR都有f(x +2)=/(x),且 当-L,x 0 x)=3 函数
3、 g(x)=1 八e,X GZ,X0数解,则实数的取值范围是()若关于X的方程/(X)=g(x)在 -1 ,+8)恰有5个互异的实A.(7,9B.-,-)0(7,99 7C.小1)U(9,11JD.耳,:2(9,1 0)5 1 0,1 1【解析】解:根 据 有 f 峰+2)=/(x),可得/(九)的周期为2.当-L,x 1,将冗轴卜 方翻折,要使g(x)=L 与 f(x)恰有5个交点,-loga,0 x x则 居):且 加 解得9 6 1 1,且a r 1 0;若0 a l,g(x)=|l og x|=T X X则 O且,解得且 a x ;11 9 10综上,可得a 的取值范围是J,)U(,-
4、)U(9,10)U(10,11;11 10 10 9故选:D.例 4.已知定义域为R 的函数/(x),满足对任意x e R,都有/(1 +)=/(1-幻,且/(-x)=/(x),当x e 0,Igx(x 0)1 时,f(x)-x,若函数g(x)=-2,则函数y=/(x)-g(x)在区间-11,11 上的零点的个数是(;(X,0)lx-1)A.18 B.19 C.20 D.21【解析】解:令x=x+l,由/(l+x)=/(l x),得至lj f(x+2)=/(l-x-l)=/(-x),f(-x)=/(x)/(x +2)=/(x),.f(x)为以2 为周期的周期函数,xe0,1时,f(x)=x,当
5、 0,/(x)=-x ,作出函数/(x)与 g(x)的图象,由图象可知,两个图象有19个交点,即函数y=/(x)-g(x)在区间-11,11J上零点的个数是19个.故选:B.Z ,r-i-,L.,|X 2|-1,X.0 _ f-/rtf%+1)+W,X 1 什例 5.(2022河东区校级模拟)已知函数f(x)=f 3 ,八,函数g(x)=,若方|-x +3x+l,x0 x+2,x,-1程/(X)=g(x)恰好有4 个实数根,则实数m 的取值范围是()3A.(/n2,-)B.(/2,4)C.(小 3,2)D.(加 3-1,1)2【解析】解:当xvO 时,/(x)=-x3+3x+l,贝 1/。)=
6、-3丁+3,由广(*)=0 可得x=-l 或 x=l(舍去).当x c 1时,r(x)0,当-l x 0,故 f(x)在(-1,0)上单调递增,在(-oo,-l)上单调递减.因此,在同-一 坐标系中画出函数y=/(x)与曲线y=g(x)的图象如图所示:由图可知,若函数y=/(x)与 y=g(x)恰好有4 个公共点,g(O)-l则I 7/7 故选:D.例 6.(2022秋湖南月考)函数/(x)=一+2cos(工x)在区间-2,4上的所有零点的和为(x-1 2A.4B.6C.4乃D.6兀)【解析】解:令/(x)=0,得一L =-2COSX,x-1 2函数/(x)的零点就是函数尸 一 与函数y=-2
7、cosCx图象交点的横坐标.x-1 2又函数y=的图象关于点(1,0)对称,函数y=-2 c o s x 的周期为4,其图象也关于点(1,0)对称,画出两函数图象如图:共有4个交点,这 4个点两两关于点(1,0)对称,故其横坐标的和为4.故选:A.例 7.(2 0 2 2 道里区校级二模)若函数/(X)=LX2+2 质 在 上 上有两个不同的零点,则实数,”的取值范e围 为 (1 _ 2 +_-e【解析】解:令/*)=m-工 2+2/n x =0 ,K l J m =x2-2lnx 令 g(x)=x2-21nx,求导可得,g,(x)=2 x-=2(X-1)(X+1)X X故 g(x)在d,l)
8、上单调递减,在(1,e 上单调递增,e则=1,又 gd)=2 +4,g(e)=e2 2 fe e1 ,.2 +4 2.72-2 5 ,e,gd)v g(e),e又.函 数/0)=加一/+2/r在 上 有 两 个 不 同 的 零 点,e 实数机的取值范围为(1,2 +4.e故答案为:(1,2 +.例 8.(2022秋荆州月考)已知函数/(x)=工.若 关 于 x 的方程(刈 2-(2m-1)/。)+加lnx有 4 个不相等的实数根.则实数机的取值范围是_(2,e+2)_.加一2=0恰【解析】解:/=-|Inx|,0 x 1Inx.(x)=-lnxIn2 xlnx-iItvx,0 x 1,当 O
9、v x v l 或 时,fx)0,当 lv%ve 时,fx)0e2 (2m l)e+w z2-2 0解得2v/xve+2.故答案为:(2,e+2).【同步练习】一.选择题I.(2022秋贵阳期末)函数/(x)=+2cos(x+2021)乃 在区间-3,5 上所有零点的和等于()x-lA.2 B.4 C.6 D.8【解析】解:因为函数/(x)=+2cos(x+2021)-=!-2cos%x,|x-l|x-l|令 f(x)=0,贝 U -=2 cos n x,|x-l|则函数的零点就是y=一 与 y=2cosx交点的横坐标,|x-l|又函数y=一 与 y=2cos力 的函数图象都关于x=1对称,则
10、交点也关于x=1对称,x-I作出两个函数的图象如图所示,观察图象可知,y=一 与 y=2cos?rx在区间-3,5上.有 8 个交点,l-v-ll即/(x)有 8 个零点,且关于x=l 对称,故所有零点的和为4*2=8.2.(2022秋天心区校级月考)已知函数/(X)=土 土 与 g(x)=1 -sin TX,则函数F(x)=/(%)-g(x)在区间-2,x-22)U(2,6 上所有零点的和为()解:函数g(%)=l-sin万”的图象的对称点为(%/),(keZ)/(x)=3=1 +一 的图象关于(2,1)点对称,x 2 x 2函数f(x)=-与 g(x)=l-s in 7 rx 的图象都关于
11、点(2,1)点对称,x-2由图知:函数/(幻=二 与g(x)=l s i n n 的图象在(2,6 上 4个交点,在区间-2,2)U(2,6 上共x 2有 8 个交点,对应每两关于点(2,1)对称的交点横坐标的和为4,共 4对,即则F(x)=0 共有8 个零点,其和为1 6.故选:D.3.(2 0 2 2 秋深圳月考)已知演是/n r+x =5 的根,%是/(4-x)-x =l 的根,贝!1()A.%+/=4B.X j+x2 e(5,6)C.芭+9 (4,5)D.x+x2=5【解析】解:根据题意得力+/叫=5,例4 一 9)-=1,令4 -占=,则,+/加=5 ,函数/(x)=x +在(0,+
12、O O)上单调递增,/.Z =X,即 4 工 2 =X,X +工 2 =4 ,故选:A.4.(2 0 2 2 赣州一模)已知函数/(x)=2 s in(m c-%),当x e 0,时,把函数尸(x)=f(x)-1 的所有零点依6次记为X,冗 2,七,Xn 9且 F V%V X?x-2)的图象的对称轴方6 2 3 6程,则%+/屋匕 一%+/=故选:D.5.(2 0 2 2 春 莲 池 区 校 级 期 末)已 知 函 数 g(x),/?(x)分 别 是 定 义 在 R上 的 偶 函 数和奇函数,且g(x)+/i(x)=+s i n x-x,若函数f(x)=3 吐2 网一通(x-2 0 2 0)-
13、2;1 2 有唯一零点,则实数2的值为()A.一 1 或,B.1 或-,C.-1 或 2 D.-2 或 12 2【解析】解:因为g(x)+/i(x)=e+s in x-x,又函数g(x),h(x)分别是定义在火上的偶函数和奇函数,则 g(-x)+h(-x)=ex-s in x 4-x,即 g(x)-h(x)=-s in x +x ,+可得,g(x)=e:F,由于y=U-2 0 2 0|关于直线x =2 02 0对称,则 y=342。2。|关于直线X =2 02 0时称,因为g(x)为偶函数,则 y=g(x)关于y 轴对称,所以g(x-2 02 0)关于x =2 02 0对称,由于函数/(%)=
14、3匹2 2。|-2 g(x-2 02 0)-2 万有唯一零点,则必有/(2 02 0)=0,且 g(0)=1 ,即/(2 O2 O)=30-4g(0)_ 2 把=_ 2 万=0,解得2=1或!.2故选:A.6.(2 02 2 泗县校级模拟)已知当、匕分别是函数f(x)=e*+x-2、g(x)=/n r +x-2 的零点,则小+/5 的值为()A.e2+ln2 B.e+ln2 C.2 D.4【解析】解:根据题意,已知占、与分别是函数/(x)=e、x-2、g(x)=/n x +x-2 的零点,函数f(x)=e +x-2 的零点为函数y=e*与 y=2-x 的交点的横坐标,则两个函数图象的交点为(,
15、-),函数g(x)=/n x +x-2 的零点为函数y=bix与y=2-x 的交点的横坐标,则两个函数图象的交点为()bvc2),又由函数y=/与函数y=互为反函数,其图象关于直线y=x对称,而直线y=2-x 也关于直线尸了对称,则点和(W,/心)也关于直线y=x对称,则有玉=lnx2,贝!j 有 ex+lnx2-ex+x,=2,7.(2022秋大连期末)己知a与。分别是函数f(x)=2*+x-5 与 g(x)=log8 x3+x-5 的零点,则20+1。8 2 4 的值为()A.4+log23 B.2+log,3 C.4D.5【解解:由 g(x)=log8x3+x-5 ,化简得 g(x)=l
16、og2X+x-5 ,设 2*=5-x,log,x=5-x,由y=2,y=log2X互为反函数,其图象关了直线y=x 对称,作直线y=5-x,分别交y=2,y f o g)的图象为A,B两点,P(x,y)点为A,3 的中点,联立=用得;x=-5y=5-x 2由中点坐标公式得:夕+=5,所以 2 a+I o g 2 P=(5 _)+(5 _)=0_(2 +)=5 ,故选:D.8.(2 02 2秋海陵区校级月考)已知a u l o g”,函数/(x)=e*+/心-4的零点为6 ,g(x)=*3-g f 一 的极小值点为c,贝4()A.f(a)f(b)f(c)B.f(b)f(a)f(c)C.f(b)f
17、(c)f(a)D.f(c)f(a)f(b)【解析】解:因 为/(1)=e-4716 +/n|-40,所 以 爪(I=),2因为 T=l o g 2 亚l o g”,所以a Z?,=3x2-x-1 ,令/(%)=0,得x =t空,所以c =5叵,6 6又因为 匕 巫 b c,又,(x)是增函数,故/(a)f(b)f(c),故选:A.9.(2 02 2秋驻马店期中)已知a =l o g 2 3,函数/(x)=e*+。a-4的零点为b ,g(x)=V-gd x的极小值点为c,则()A.bac B.ahc C.cha D.bca【解析】解:因为/6=e-4旧 +历|-40,所以,因为T=l o g?J
18、?所以,gx)=3x2-x-,令 g (x)=O,得.更叵6所以c =t 巫,6又因为 匕 巫 1,6所以c 6 c,故选:B.I s i n 4x|,%,010.(2 02 2 秋10 月份月考)已知函数 f(x)=|乃 ,g(x)=l o g,|x|,贝 l J f(x)-g(x)=O 在 x e-2,2/(x-),x 02 上根的个数为()A.4 B.5 C.6 D.7【解析】解:根据题意,作出f(x)和 g(x)的图像:f(x)-g(x)=O 在 x e -2,2 上根的个数为y=/(x)与 g(x)在-2 ,2 上的图像的交点个数,所以交点有5个,故选:B .11.(2 02 2 春
19、滨海新区校级期末)已知函数/。)=卜一 若函数g(x)=f(x)-32-2 x|伙eR)恰有4 个l-x,x 0-零点,则上的取值范围是()A.(-o o,-;)U(2 夜,+8)C.(e,0)U(2 夜,心)D.(9,0)(J(0,2 立)【解析】解:若函数g(x)=/(x)-|小-2 x|伏w R)恰有4 个零点,则/(、)=|爪2 一2 刈有四个根,即 y=f M与 y=(%)=!履2 -2 x|有四个交点,当左=0 时,y=f(x)与y=|-2%|=2|%|图象如下:两图象只有两个交点,不符合题意,9当 Z v O 时,y=kx2-2 x 与 x 轴交于两点石=0,x2=(x2 0时,
20、2y=|丘2 _ 2 x|与x轴交于两点无 =0,x2=%)k在0,6内两函数图象有两个交点,所以若有四个交点,只需y=v与y=H、2 x在(2,+00)还有两个交点,即可,k即x3=-2 x在(,-K o)还有两个根,即=x +:在g,+8)还有两个根,函数卜=+2.2也,(当且仅当x =0时,取等号),X所以0 2 2&,k所以2 2及,综上所述,k的取值范围为(-8,0)U(2夜,+o o).故选:C.12.(2 02 2春海淀区校级期末)已知函数/(x)=+l&X 给出下列三个结论:|/u|,&x 0-当“=-2 时,函数/(X)的单调递减区间为(y,l);若函数/(x)无最小值,则。
21、的取值范围为(0,+0 0);若。1且则mb eR,使得函数y =/(x)。恰有3个 零 点,x2,x3,且大刍三=-1.其中,所有正确结论的个数是()A.0 B.1 C.2 D.3【解析】解:对于:当。=一2 时,由0 e-2l,0)=1 0,画出函数的图象,lnx&x所 以 函 数 无 最 小 值,则的取值范围为(0,”).故正确.对于令y =/(x)-b=0 ,结合函数我的图象,不妨设大 0 w 1 ,故 y =/(x)-力=0 有三个零点,且$2飞=一 1,符合题意,当O v.v l 时,0 =-6 f +1 0)A.2D.W3C.3【解析】解:因为/(%)为定义在R上的单调函数,所以
22、存在唯一的Zw R,使得/)=0,贝 iJ/(x)-2*-2x =f,f(t)-2 -2 t=t,即 f(f)=2+3 f =10,因为函数y =2+3 f 为增函数,且 22+3*2=1 0,所以f =2,f M =2x+2 x+2.当 用,()时,由 g(x)=0,得 a=2+2;当 x 0 时,由 g(x)=0,f#a=|l o g2x|-l.故选:B C.14.(20 22秋福州期中)已知函数/(x)=|/g x|-f cc-2,则下列结论正确的有()A.若 =0,则/(x)有 2 个零点B.存在左 0,使得/(X)有 1 个零点C.存在 0,使得/(x)有 3个零点【解析】解:函数/
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- 高考 数学 复习 07 函数 零点 问题 解析
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