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专题限时集训(十五) 函数与方程
(对应学生用书第147页)
[建议A、B组各用时:45分钟]
[A组 高考达标]
一、选择题
1.函数f(x)=ln x+x3-9的零点所在的区间为( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
C [由于函数f(x)=ln x+x3-9在(0,+∞)上是增函数,f(2)=ln 2-1<0,f(3)=ln 3+18>0,故函数f(x)=ln x+x3-9在区间(2,3)上有唯一的零点.]
2.已知函数f(x)=ex+x,g(x)=ln x+x,h(x)=x-的零点依次为a,b,c,则( )
A.c<b<a B.a<b<c
C.c<a<b D.b<a<c
B [由f(x)=0得ex=-x,由g(x)=0得ln x=-x.由h(x)=0得x=1,即c =1.
在坐标系中,分别作出函数y=ex,y=-x,y=ln x的图象,
由图象可知a<0,0<b<1,所以a<b<c.]
3.已知函数f(x)=则函数g(x)=f(1-x)-1的零点个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
C [g(x)=f(1-x)-1
=
=
当x≥1时,函数g(x)有1个零点;当x<1时,函数有2个零点,所以函数的零点个数为3,故选C.]
4.(2017·浙江五校联考)已知函数f(x)=(a∈R),若函数f(x)在R上有两个零点,则a的取值范围是( )
A.(-∞,-1) B.(-∞,0)
C.(-1,0) D.[-1,0)
D [当x>0时,f(x)=3x-1有一个零点x=,所以只需要当x≤0时,ex+a=0有一个根即可,即ex=-a.当x≤0时,ex∈(0,1],所以-a∈(0,1],即a∈[-1,0),故选D.]
5.已知函数f(x)=若函数g(x)=f(x)-k仅有一个零点,则k的取值范围是( )
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A.
B.(-∞,0)∪
C.(-∞,0)
D.(-∞,0)∪
D [函数f(x)=
函数g(x)=f(x)-k仅有一个零点,即f(x)=k只有一个解,在平面直角坐标系中画出y=f(x)的图象,结合函数图象可知,方程只有一个解时,k∈(-∞,0)∪,故选D.]
二、填空题
6.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)=.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________.
[当x∈[0,3)时,f(x)==,由f(x)是周期为3的函数,作出f(x)在[-3,4]上的图象,如图.
由题意知方程a=f(x)在[-3,4]上有10个不同的根.
由图可知a∈.]
7.函数f(x)=|x-1|+2cos πx(-4≤x≤6)的所有零点之和为________.
10 [问题可转化为y=|x-1|与y=-2cos πx在-4≤x≤6的交点的横坐标的和,因为两个函数图象均关于x=1对称,所以x=1两侧的交点对称,那么两对应交点的横坐标的和为2,分别画出两个函数的图象(图略),易知x=1两侧分别有5个交点,所以所求和为5×2=10.]
8.已知函数f(x)=若f(0)=-2,f(-1)=1,则函数g(x)=f(x)+x的零点个数为________.
【导学号:68334143】
3 [依题意得解得令g(x)=0,得f(x)+x=0,该方程等价于①或②解①得x=2,解②得x=-1或
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x=-2,因此,函数g(x)=f(x)+x的零点个数为3.]
三、解答题
9.已知f(x)=|2x-1|+ax-5(a是常数,a∈R).
(1)当a=1时,求不等式f(x)≥0的解集;
(2)如果函数y=f(x)恰有两个不同的零点,求a的取值范围.
[解] (1)当a=1时,
f(x)=|2x-1|+x-5= 2分
由解得x≥2;由解得x≤-4.
所以f(x)≥0的解集为{x|x≥2或x≤-4}. 6分
(2)由f(x)=0,
得|2x-1|=-ax+5.
作出y=|2x-1|和y=-ax+5的图象, 10分
观察可以知道,当-2<a<2时,这两个函数的图象有两个不同的交点,即函数y=f(x)有两个不同的零点.
故a的取值范围是(-2,2). 15分
10.(2017·浙江省名校新高考研究联盟高三第三次联考)设函数f(x)=-x2+ax+ln x(a∈R).
(1)若a=1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)设函数f(x)在有两个零点,求实数a的取值范围(其中e是自然对数的底数). 【导学号:68334144】
[解] (1)定义域x∈(0,+∞),
当a=1时,f(x)=-x2+x+ln x, 3分
令f′(x)=-2x+1+=>0,
即2x2-x-1<0,即0<x<1.
∴f(x)的单调递增区间为(0,1),
单调递减区间为(1,+∞). 7分
(2)f(x)=-x2+ax+ln x=0,即a=x-,
令g(x)=x-,其中x∈, 9分
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g′(x)=1-=>0,即x>1,
∴g(x)的单调递减区间为,
单调递增区间为(1,e],
∴g(x)min=g(1)=1, 13分
又g=e+,g(e)=e-,
因为函数f(x)在有两个零点,
所以a的取值范围是. 15分
[B组 名校冲刺]
一、选择题
1.若函数f(x)满足f(x)+1=,当x∈[0,1]时,f(x)=x.若在区间(-1,1]内,g(x)=f(x)-mx-2m有两个零点,则实数m的取值范围是( )
A.0<m< B.0<m≤
C.<m<1 D.<m≤1
B [当-1<x<0时,0<x+1<1,
所以f(x+1)=x+1,
从而f(x)=-1=-1,
于是f(x)=
f(x)-mx-2m=0⇔f(x)=m(x+2),由图象可知0<m≤kAB=.]
2.(2017·诸暨期末考试)定义在R上的函数f(x)满足f(x)+f(x+4)=16,当x∈(0,4]时,f(x)=x2-2x,则函数f(x)在[-4,2 016]上的零点个数是( )
A.504 B.505
C.1 008 D.1 009
B [∵f(x)+f(x+4)=16,∴f(x+4)+f(x+8)=16,
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∴f(x)=f(x+8),∴函数f(x)是R上周期为8的函数.又f(2)=f(4)=0,2 020=8×252+4,f(2)=f(10)=f(18)=…=f(8×251+2),f(-4)=f(4)=f(8×251+4),故函数f(x)在[-4,2 016]上的零点个数是251+1+251+2=505,故选B.]
3.函数f(x)=若方程f(x)=-x+a有且只有两个不相等的实数根,则实数a的取值范围为( ) 【导学号:68334145】
A.(-∞,0) B.[0,1)
C.(-∞,1) D.[0,+∞)
C [函数f(x)=的图象如图所示,
作出直线l:y=a-x,向左平移直线l,观察可得函数y=f(x)的图象与直线l:y=-x+a有两个交点,则方程f(x)=-x+a有且只有两个不相等的实数根时,a<1,故选C.]
4.(2017·宁波镇海中学模拟)已知函数f(x)=的图象上恰有三对点关于原点成中心对称,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
D [由题意知当x0的图象必有三个公共点.当a0时,作出当x0)相切的直线的切点坐标为(x0,y0),则由y′=2x得2x0=3,即x0=,切点坐标为,切线方程为y-=3,即y=3x-,则由图象可知要使g(x)=3|x-a|-a与函数y=x2-2(x>0)的图象有三个公共点,则必须满足解得1