方程的根与函数零点.docx
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1、方程的根与函数零点 习题(含答案) 一、单选题1已知函数f(x)=x-1x-2与g(x)=1-sinx,则函数 F(x)=f(x)-g(x)在区间-2,6上所有零点的和为A 4 B 8 C 12 D 162已知函数fx=ex,x0-x2+2x+1,x0,若函数gx=fx-kx恰好有两个零点,则实数k等于(e为自然对数的底数)( )A 1 B 2 C e D 2e3已知定义在1e,1上的函数f(x)=xlnx+1,若g(x)=f(x)-12x-a有两个零点,则实数a的取值范围是( )A 13e,1-1e B 13e,1-32e C 1-e-12,1-1e D 1-e-12,1-32e4已知点P是
2、曲线y=sinx+lnx上任意一点,记直线OP(O为坐标系原点)的斜率为k,则( )A 至少存在两个点P使得k=-1 B 对于任意点P都有k0C 对于任意点P都有k1,若互不相等的实数p,q,r满足f(p)=f(q)=f(r),则2p+2q+2r的取值范围是( )A (8,16) B (9,17) C (9,16) D (172,352)6定义函数x=fx,xagx,xa,fx=-x,gx=-x2+2x+4,若存在实数b使得x-b=0方程无实数根,则实数a的取值范围是( )A -,-14,+ B -1,4 C -,-54,+ D 4,+7已知偶函数f(x)满足f(4+x)=f(4-x),且当x
3、(0,4时,f(x)=ln(2x)x,关于x的不等式f2(x)+af(x)0在区间-200,200上有且只有300个整数解,则实数a的取值范围是( )A (-ln2,-13ln6) B (-ln2,-13ln6 C (-13ln6,-3ln24) D (-13ln6,-3ln24)8已知函数函数,其中,若函数恰有4个零点,则的取值范围是( )A B C D 9已知函数f(x)=ex-x2+2x,g(x)=lnx-1x+2,h(x)=1x-x-2,且-1x3,若f(a)=g(b)=h(c)=0,则实数a,b,c的大小关系是( )A abc B bac C acb D cb0若f(x)=x+a有两
4、个零点,则实数a的取值范围是_.13已知R,函数f(x)=|x+1|,x0,g(x)=x2-4x+1+4若关于x的方程fg(x)=有8个解,则的取值范围为_14已知函数f(x)=2x-a,(x0)x2-3ax+a,(x0),有三个不同的零点,则实数a的取值范围是_15已知函数f(x)=-x+4,x3log13x,x3,定义函数g(x)=f(x)-k,若函数g(x)无零点,则实数k的取值范围为_16设函数f(x)=1,x1xlog2(x+1),x1,若方程f(x)-mx=0恰好有3个零点,则实数m的取值范围为_17已知函数f(x)=4-2x,xax2+2x-3,x0)都在x=x0处取得最小值.(
5、1)求f(x0)-g(x0)的值;(2)设函数h(x)=f(x)-g(x),h(x)的极值点之和落在区间(k,k+1),kN,求k的值.22已知函数fx=2sinx,其中常数0.(1)若y=fx在-4,23上单调递增,求的取值范围;(2)令=2,将函数y=fx的图象向左平移6个单位长度,再向上平移1个单位长度,得到函数y=gx的图象,区间a,b(a,bR且ab),满足:y=gx在a,b上至少含有30个零点,在所有满足上述条件的a,b中,求b-a的最小值.23已知函数f(x)=-x3+x2,x0,ex-ax,x0.(1)当a=2时,求函数f(x)的单调区间;(2)若方程f(-x)+f(x)=ex
6、-3在区间(0,+)上有实数解,求实数a的取值范围;(3)若存在实数m,n0,2,且|m-n|1,使得f(m)=f(n),求证:1ae-1e24若存在不为零的常数,使得函数对定义域内的任一均有,则称函数为周期函数,其中常数就是函数的一个周期. (1)证明:若存在不为零的常数使得函数 对定义域内的任一均有,则此函数是周期函数. (2)若定义在上的奇函数满足,试探究此函数在区间内零点的最少个数.25已知函数f(x)=x2+ax-b(a,bR).(1)若b=-1,且函数f(x)有零点,求实数a的取值范围;(2)当b=1-a时,解关于x的不等式f(x)0;(3)若正数a,b满足a+4b3,且对于任意的
7、x1,+),f(x)0恒成立, 求实数a,b的值.26已知函数(1)当时,求证: 函数是偶函数;(2)若对任意的,都有,求实数的取值范围;(3)若函数有且仅有个零点,求实数的取值范围27“活水围网”养鱼技术具有养殖密度高、经济效益好的特点研究表明:“活水围网”养鱼时,某种鱼在一定的条件下,每尾鱼的平均生长速度v(单位:千克/年)是养殖密度x(单位:尾/立方米)的函数当x不超过4尾/立方米时,v的值为2千克/年;当4x20时,v是x的一次函数,当x达到20尾/立方米时,因缺氧等原因,v的值为0千克/年(1)当0x20时,求函数v关于x的函数表达式;(2)当养殖密度x为多大时,鱼的年生长量(单位:
8、千克/立方米)可以达到最大?并求出最大值参考答案1D【解析】【分析】F(x)=f(x)-g(x)在区间-2,6上所有零点的和,等价于函数g(x),f(x)的图象交点横坐标的和,画出函数g(x),f(x)的图象,根据函数g(x),f(x)的图象关于(2,1)点对称可得结果.【详解】F(x)=f(x)-g(x)在区间-2,6上所有零点的和,等价于函数g(x),f(x)的图象交点横坐标的和,画出函数g(x),f(x)的图象,函数g(x),f(x)的图象关于(2,1)点对称,则F(x)=0共有8个零点,其和为16. 故选D.【点睛】函数的性质问题以及函数零点问题是高考的高频考点,考生需要对初高中阶段学
9、习的十几种初等函数的单调性、奇偶性、周期性以及对称性非常熟悉;另外,函数零点的几种等价形式:函数y=f(x)-g(x)的零点函数y=f(x)-g(x)在x轴的交点方程f(x)-g(x)=0的根函数y=f(x)与y=g(x)的交点.2C【解析】试题分析:根据分段函数的解析式画出函数图像,得到函数的单调性,由图像知道函数y=kx和函数第一段相切即可,进而转化为方程的解得问题, 根据导数的几何意义得到ex0=kex0=kx0,解出方程即可.详解:根据分段函数的表达式画出函数图像得到函数是单调递增的,由图像知道函数y=kx和函数第一段相切即可,设切点为(x,y)则根据导数的几何意义得到ex0=kex0
10、=kx0解得x0=1,k=e.故答案为:C.点睛:这个题目考查了导数的几何意义,本题中还涉及根据函数零点求参数取值,是高考经常涉及的重点问题,(1)利用零点存在的判定定理构建不等式求解;(2)分离参数后转化为函数的值域(最值)问题求解,如果涉及由几个零点时,还需考虑函数的图象与参数的交点个数;(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.3D【解析】分析:由g(x)=f(x)-12x-a=xlnx+1-12x-a有两个零点,即方程xlnx+1-12x-a=0在1e,1上有两个不同的实数解,即函数hx=xlnx+1-12x和y=a的图象在1e,1上有两个不同的交点,利用导数求
11、得hx单调性与最值,即可求解实数a的取值范围详解:由题意定义在1e,1上的函数f(x)=xlnx+1,又由g(x)=f(x)-12x-a=xlnx+1-12x-a有两个零点,即方程xlnx+1-12x-a=0在1e,1上有两个不同的实数解,即函数hx=xlnx+1-12x和y=a的图象在1e,1上有两个不同的交点,又由hx=lnx+12,所以当x(1e,e-12)时,hx0,所以hx单调递增,所以hx的最小值为h(e-12)=e-12lne-12+1-12e-12=1-e-12,又由h(1e)=1eln1e+1-121e=1-32eh(1)=12 ,所以实数a的取值范围是1-e-12,1-32
12、e,故选D点睛:利用导数研究函数的零点问题和方程的有解问题,通常转化为图象的交点,利用构造函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,进而得出相应的含参不等式,从而求出参数的取值范围;也可分离变量,构造函数,直接把问题转化为函数的最值问题4C【解析】【分析】利用排除法,对给出的四个选项分别进行分析可得出正确的结论【详解】设点P的坐标为(x,y)(x0),则k=yx对于D,当x0时,一方面y=sinx+lnxlnx+1,另一方面容易证lnx+1x成立,所以y=sinx+lnxx,因为y=sinx+lnxlnx+1与lnx+1x中两个等号成立条件不一样,所以y=sinx+lnxx恒成立,所以k1,因
13、此D不成立对于B,当2x0,所以k0,所以B不成立对于A,至少存在两个点P使得k=-1,也就是sinx+lnxx=-1至少存在两解,即sinx+lnx+x=0至少存在两解,sinx+lnx+x=cosx+1x+10恒成立,所以sinx+lnx+x=0至多存在一解,所以A不成立综合以上分析可得选项C正确故选C【点睛】本题难度较大,考查内容较多,解题时要抓住k=yx的几何特征,通过对曲线上点的坐标的分析,得到x,y的大小关系,进而得到k的取值范围同时在解题中还应注意不等式放缩、导数与单调性的运用,逐步达到解题的目的5B【解析】【分析】设pqr,画出函数的图像,由图像可得r3,4且2p+1-1=2q
14、+1-1,故2p+2q=1,所以2p+2q+2r=1+2r9,17.【详解】不妨设pqr,fx的图像如图所示,令fp=fq=fr=m,则2p+1-1=2q+1-1=4-r=m,故2p+1-1=2q+1-1或2p+1-1=-2q+1+1且0m1,所以p=q(舎)或2p+1+2q+1=2即2p+2q=1且3r0时,gx5,x值域为R,不合题意,排除B;当a=-5时,x-5时,fx5,x-5时,gx5,x值域为R,不合题意,排除A;当a=-6时,x-6时,fx6,x-6时,gx5,x值域不为R,合题意,排除D,故选C.点睛:本题考查分段函数的解析式和性质,以及排除法的应用,属于难题. 用特例代替题设
15、所给的一般性条件,得出特殊结论,然后对各个选项进行检验,从而做出正确的判断,这种方法叫做特殊法. 若结果为定值,则可采用此法. 特殊法是“小题小做”的重要策略,排除法解答选择题是高中数学一种常见的解题思路和方法,这种方法即可以提高做题速度和效率,又能提高准确性.7D【解析】分析:根据fx的周期和对称性得出不等式在0,4上有正整数解的个数为3,利用导数研究函数的单调性,计算fkk=1,2,3,4的值,结合函数图象列不等式,即可得出a的范围.详解:偶函数fx满足f4+x=f4-x,fx+4=f4-x=fx-4,fx的周期为8,且fx的图象关于直线x=4对称,由于-200,200上含有50个周期,且
16、fx在每个周期内都是对称轴图形,关于x的不等式f2x+afx0在0,4上有3个正整数解,当x0,4时,fx=1-ln2xx2,fx中0,e2上单调递增,在e2,4上单调递减,f1=ln2,f2f3f4=ln84=34ln20,当x=kk=1,2,3,4时,fx0,当a0时, f2x+afx0在0,4上有4个正整数,不符合题意, a0可得fx-a,显然fx-a在0,4上有3个正整数,分别为1,2,3,-af4=34ln2,-af3=ln63,-af1=ln2,-ln630在0,4上有3个正整数解,再转化为利用函数研究函数的单调性,从而得到结论.8D【解析】试题分析:函数恰有4个零点,即方程,即有
17、4个不同的实数根,即直线与函数的图像有四个不同的交点又做出该函数的图像如图所示,由图得,当时,直线与函数的图像有4个不同的交点,故函数恰有4个零点时,b的取值范围是故选D考点:1、分段函数;2、函数的零点【方法点晴】本题主要考查的是分段函数和函数的零点,属于难题已知函数的零点个数,一般利用数形结合思想转化为两个函数的图像的交点个数问题,作图时一定要保证图形准确, 否则很容易出现错误9C【解析】【分析】a是y=ex,y=x2-2x图象交点横坐标;b是y=lnx,y=1x-2图象交点横坐标;c是y=1x-2,y=x图象交点横坐标,作出图象,利用数形结合可得结果.【详解】同一坐标系内,分别作出函数y
18、=ex,y=x2-2x,y=lnx, y=1x-2,y=x的图象,如图, 可得a是y=ex,y=x2-2x图象交点横坐标;b是y=lnx,y=1x-2图象交点横坐标;c是y=1x-2,y=x图象交点横坐标;即a,b,c分别是图中点A,C,B的横坐标,由图象可得,acb,故选C.【点睛】函数的性质问题以及函数零点问题是高考的高频考点,考生需要对初高中阶段学习的十几种初等函数的单调性、奇偶性、周期性以及对称性非常熟悉;另外,函数零点的几种等价形式:函数y=f(x)-g(x)有零点函数y=f(x)-g(x)在x轴有交点方程f(x)-g(x)=0有根函数y=f(x)与y=g(x)有交点.10380f0
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