2023年新高考一轮复习讲义第21讲 利用导数探究函数的零点问题含解析.docx
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1、2023年新高考一轮复习讲义第21讲利用导数探究函数的零点问题学校:_姓名:_班级:_考号:_【基础巩固】1(2022重庆一模)定义在上的函数满足:当时,当时,若关于的方程有两个不等实根,则的取值范围是()ABCD2(2022河北模拟预测)已知实数,满足,则()ABCD3(2022湖北襄阳五中模拟预测)已知函数,若关于的方程有两个不同的实数根,则的取值范围为()ABCD4(2022天津南开中学模拟预测)设函数(其中为自然对数的底数),若函数至少存在一个零点,则实数的取值范围是ABCD5(2022江苏南京模拟预测)已知函数在上有两个零点,则m的取值范围是()ABCD6(2022辽宁沈阳一模)若函
2、数,则是在有两个不同零点的()A充分不必要条件B必要不充分条件C充分且必要条件D既不充分也不必要条件7(2022河北模拟预测)我们定义:方程的实数根叫做函数的“新驻点”,若的“新驻点”分别为,则下列选项中正确的有()ABCD8(2022浙江镇海中学模拟预测)已知函数,设关于的方程有个不同的实数解,则的所有可能的值为()A3B4C2或3或4或5D2或3或4或5或69(2022湖南长郡中学模拟预测)已知函数,分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且,若函数有唯一零点,则正实数的值为()ABC1D210(2022山东济宁二模)已知函数,若函数有5个零点,则实数a的取值范围是()ABCD11(多选)(20
3、22重庆模拟预测)已知函数有唯一零点,则实数的值可以是()ABC0D112(2022重庆南开中学模拟预测)若关于x的方程有解,则实数a的取值范围为_13(2022湖北模拟预测)已知函数,若函数有5个零点,则实数k的取值范围为_14(2022江苏南京市江宁高级中学模拟预测)若函数在内有且只有一个零点,则在上的最大值与最小值的和为_15(2022广东茂名模拟预测)已知函数有三个不同的零点,其中,则的值为_16(2022广东深圳市光明区高级中学模拟预测)已知函数.(1)当时,求函数的极值点;(2)当时,试讨论函数的零点个数.17(2022辽宁大连二十四中模拟预测)已知函数.(1)求的最小值;(2)记
4、为的导函数,设函数有且只有一个零点,求的取值范围.【素养提升】1(2022江苏南京市第五高级中学模拟预测)已知,有如下结论:有两个极值点;有个零点;的所有零点之和等于零.则正确结论的个数是()ABCD2(2022重庆二模)已知函数,若函数恰有三个零点时,(其中m,n为正实数),则的最小值为()A9B7CD43(2022湖北黄冈中学模拟预测)函数有两个零点,下列说法错误的是()ABCD4(多选)(2022湖北鄂南高中模拟预测)若关于的方程有两个实数根,则的取值可以是()ABCD5(多选)(2022山东泰安三模)已知函数()有两个不同的零点,符号x表示不超过x的最大整数,如0.50,1.21,则下
5、列结论正确的是()Aa的取值范围为Ba的取值范围为CD若,则a的取值范围为6(2022湖南衡阳三模)已知函数(),若函数的极值为0,则实数_;若函数有且仅有四个不同的零点,则实数的取值范围是_7(2022浙江温州二模)已知,函数有且仅有两个不同的零点,则的取值范围是_.8(2022河北衡水中学一模)已知函数,当实数的取值范围为_时,的零点最多.9(2022江苏南京市天印高级中学模拟预测)已知函数(1)求函数的图象在处的切线方程;(2)判断函数的零点个数,并说明理由.第21讲利用导数探究函数的零点问题学校:_姓名:_班级:_考号:_【基础巩固】1(2022重庆一模)定义在上的函数满足:当时,当时
6、,若关于的方程有两个不等实根,则的取值范围是()ABCD【答案】C【解析】解:当时,故在上单调递减,在上单调递增,时,当时,故在上单调递增,在上单调递减,时,时,故有两个不等实根只需,即.故选:C2(2022河北模拟预测)已知实数,满足,则()ABCD【答案】C【解析】解:由条件得,令,则,由条件,则,令,则,显然当时,在上单调递增故由,可得,故选:C3(2022湖北襄阳五中模拟预测)已知函数,若关于的方程有两个不同的实数根,则的取值范围为()ABCD【答案】A【解析】对函数求导得,对函数求导得,作出函数的图象如下图所示:当直线与曲线相切于原点时,当直线与曲线相切于原点时,.结合图象可知,当或
7、时,直线与函数的图象有两个交点,故选:A.4(2022天津南开中学模拟预测)设函数(其中为自然对数的底数),若函数至少存在一个零点,则实数的取值范围是ABCD【答案】D令,则,设,令, ,则,发现函数在上都是单调递增,在上都是单调递减,故函数在上单调递增,在上单调递减,故当时,得,所以函数至少存在一个零点需满足,即应选答案D点睛:解答本题时充分运用等价转化与化归的数学思想,先将函数解析式中的参数分离出来,得到,然后构造函数,分别研究函数, 的单调性,从而确定函数在上单调递增,在上单调递减,故当时,得,所以函数至少存在一个零点等价于,即使得问题获解5(2022江苏南京模拟预测)已知函数在上有两个
8、零点,则m的取值范围是()ABCD【答案】D【解析】解:函数在上有两个零点,等价于与有两个不同的交点,恒过点,设与相切时切点为,因为,所以切线斜率为,则切线方程为,当切线经过点时,解得或(舍),此时切线斜率为,由函数图像特征可知:函数在上有两个零点,则实数的取值范围是.故选:D.6(2022辽宁沈阳一模)若函数,则是在有两个不同零点的()A充分不必要条件B必要不充分条件C充分且必要条件D既不充分也不必要条件【答案】A【解析】,令,则,令,令,得,解得,所以当时,单调递增,当时,单调递减,又,所以,在有2个不同零点的充要条件为函数与图象在第一象限有2个交点,所以,即有2个零点的充要条件为,又是的
9、充分不必要条件,所以“”是“有2个零点在”的充分而不必要条件,故选:A7(2022河北模拟预测)我们定义:方程的实数根叫做函数的“新驻点”,若的“新驻点”分别为,则下列选项中正确的有()ABCD【答案】C【解析】,由“新驻点”的概念可知,故A错误,C正确.令,故在单调递增,又,故,故B错误,令,由上可知在单调递增,故在先减后增,又,所以或,故D错.故选:C8(2022浙江镇海中学模拟预测)已知函数,设关于的方程有个不同的实数解,则的所有可能的值为()A3B4C2或3或4或5D2或3或4或5或6【答案】A【解析】根据题意作出函数的图象:,当,函数单调递增,当时,函数单调递减,所以;函数,时单调递
10、减,所以,对于方程,令,则,所以,即方程必有两个不同的实数根,且,当时,3个交点;当时,也是3个交点;故选:A9(2022湖南长郡中学模拟预测)已知函数,分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且,若函数有唯一零点,则正实数的值为()ABC1D2【答案】C【解析】由题设,可得:,由,易知:关于对称.当时,则,所以单调递增,故时单调递减,且当趋向于正负无穷大时都趋向于正无穷大,所以仅有一个极小值点1,则要使函数只有一个零点,即,解得.故选:C10(2022山东济宁二模)已知函数,若函数有5个零点,则实数a的取值范围是()ABCD【答案】C【解析】与关于y轴对称,且,要想有5个零点,则当时,要有2个根,
11、结合对称性可知时也有2个零点,故满足有5个零点,当时,不合题意;当时,此时令,定义域为,令得:,令得:,故在上单调递增,在上单调递减,且当时,恒成立,在处取得极大值,其中,故,此时与有两个交点.故选:C11(多选)(2022重庆模拟预测)已知函数有唯一零点,则实数的值可以是()ABC0D1【答案】AD【解析】令,则有,令,则有,所以在上单减,在上单增,当时,当时,故有唯一零点即或.故选:AD12(2022重庆南开中学模拟预测)若关于x的方程有解,则实数a的取值范围为_【答案】【解析】有解,即,令,令,解得,令,解得,所以在上单调递减,在上单调递增,又,所以的值域为,故的取值范围为故答案为:13
12、(2022湖北模拟预测)已知函数,若函数有5个零点,则实数k的取值范围为_【答案】【解析】解:因为,所以,所以函数为偶函数,又,所以在上有两个零点,即有两个不同的正实数解,即,令,则,;.故在上递减,上递增,故画出图像如图所示 从而.故答案为:14(2022江苏南京市江宁高级中学模拟预测)若函数在内有且只有一个零点,则在上的最大值与最小值的和为_【答案】【解析】当时,由可得,令,其中,则,由,可得,列表如下:增极大值减如下图所示:因为在内有且只有一个零点,则,所以,则,当时,此时函数单调递减,当时,此时函数单调递增,则当时,又因为,所以,因此,在上的最大值与最小值的和为.故答案为:.15(20
13、22广东茂名模拟预测)已知函数有三个不同的零点,其中,则的值为_【答案】1【解析】设,当时,;当时,故在上单调递增,在上单调递减,且时,;时,作出的图象,如图要使有三个不同的零点,其中令,则需要有两个不同的实数根(其中)则,即或,且若,则,则,则,且=若,则,因为,且,故不符合题意,舍去综上故答案为:116(2022广东深圳市光明区高级中学模拟预测)已知函数.(1)当时,求函数的极值点;(2)当时,试讨论函数的零点个数.【解】(1)当时,则,令 ,则. 当时, 在上单调递增, ,在上单调递增. 当时,可得,在单调递减;综上,函数的极值点为.(2)当时,是的一个零点,令,可得.因为,当时,在单调
14、递增,在单调递增,此时在无零点.当时,有, 此时在无零点.当时,在单调递增,又,由零点存在性定理知,存在唯一,使得.当时,在单调递减;当时,在单调递增;又,所以在上有个零点.综上,当时,有个零点.17(2022辽宁大连二十四中模拟预测)已知函数.(1)求的最小值;(2)记为的导函数,设函数有且只有一个零点,求的取值范围.【解】(1)由题得,当时,单调递增,当时,单调递减,当时,单调递增,所以是的极小值点;又当时,当时,当时,所以只能在内取得最小值,因为是在(0,)内的极小值点,也是最小值点,所以(2)由题可得(),当时,函数在上单调递增,又,函数有且仅有1个零点,符合题意;当时,令,函数在上单
15、调递增,因为,存在唯一的实数,使得,即,当时,单调递减;时,单调递增;又时,时,且,当函数有且仅有1个零点时,符合题意综上可知,的取值范围是或.【素养提升】1(2022江苏南京市第五高级中学模拟预测)已知,有如下结论:有两个极值点;有个零点;的所有零点之和等于零.则正确结论的个数是()ABCD【答案】D【解析】,则,.当时,此时函数单调递减;当时,此时函数单调递增.所以,函数的最小值为.,.令,当时,则函数在上单调递增,则,所以,当时,.,由零点存在定理可知,函数在和上各有一个零点,所以,函数有两个极值点,命题正确;设函数的极大值点为,极小值点为,则,则,所以,函数的极大值为,构造函数,则,所
16、以,函数在上单调递减,当时,;当时,.,则,即.同理可知,函数的极小值为.,.由零点存在定理可知,函数在区间、上各存在一个零点,所以,函数有个零点,命题正确;令,得,则,令,则,所以,函数所有零点之和等于零,命题正确.故选:D.2(2022重庆二模)已知函数,若函数恰有三个零点时,(其中m,n为正实数),则的最小值为()A9B7CD4【答案】A【解析】当时,恒成立,在上单调递减,当时,为偶函数,在上单调递增,在上单调,即,当时,恒成立,在上单调递增,由此作出函数的草图如下所示,由函数恰有三个零点可得,即,所以,即的最小值为9,当且仅当,时,等号成立,故选:A.3(2022湖北黄冈中学模拟预测)
17、函数有两个零点,下列说法错误的是()ABCD【答案】B【解析】因为函数有两个零点,所以有两个根,即,即与有两个交点,画出函数图像如下图所示:设,所以,当时,解得,函数单调递增;当时,解得,函数单调递减,所以,当时,当时,所以当时,与有两个交点,即函数有两个零点,故A正确;结合图像可知,因为,要证明,即证明,整理得,令,所以,设,所以恒成立,所以在单调递增,所以,即,故D正确;由D选项正确,即,即成立,因为,所以,所以,故B不正确;因为,可得,可得,故C选项正确.故选:B.4(多选)(2022湖北鄂南高中模拟预测)若关于的方程有两个实数根,则的取值可以是()ABCD【答案】ABD【解析】相当于用
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