高考數(shù)學(xué)選填壓軸題型第3講解密函數(shù)零點(diǎn)相關(guān)問題專題練習(xí)(原卷版+解析)

4/4第3講解密函數(shù)零點(diǎn)相關(guān)問題一、方法綜述新課標(biāo)下的高考越來越注重對學(xué)生的綜合素質(zhì)的考察，函數(shù)的零點(diǎn)問題便是一個考察學(xué)生綜合素質(zhì)的很好途徑，它主要涉及到基本初等函數(shù)的圖象，滲透著轉(zhuǎn)化、化歸、數(shù)形結(jié)合、函數(shù)與方程等思想方法，在培養(yǎng)思維的靈活性、創(chuàng)造性等方面起到了積極的作用．近幾年的數(shù)學(xué)高考中頻頻出現(xiàn)零點(diǎn)問題，其形式逐漸多樣化，但都與函數(shù)、導(dǎo)數(shù)知識密不可分．根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)的定義：對于函數(shù)，把使成立的實(shí)數(shù)叫做函數(shù)的零點(diǎn)．即：方程有實(shí)數(shù)根函數(shù)的圖象與軸有交點(diǎn)的橫坐標(biāo)函數(shù)有零點(diǎn)．圍繞三者之間的關(guān)系，在高考數(shù)學(xué)中函數(shù)零點(diǎn)的題型主要①函數(shù)的零點(diǎn)的分布；②函數(shù)的零點(diǎn)的個數(shù)問題；③利用導(dǎo)數(shù)結(jié)合圖像的變動將兩個函數(shù)的圖像的交點(diǎn)問題轉(zhuǎn)化成函數(shù)的零點(diǎn)的個數(shù)問題．二、解題策略類型一：函數(shù)零點(diǎn)的分布問題例1．【2020·河南高考模擬】已知單調(diào)函數(shù)的定義域?yàn)?，對于定義域內(nèi)任意，，則函數(shù)的零點(diǎn)所在的區(qū)間為（）A． B． C． D．【舉一反三】函數(shù)f(x)＝lnx＋x－eq\f(1,2)，則函數(shù)的零點(diǎn)所在區(qū)間是()A．B．C．D．(1，2)類型二函數(shù)零點(diǎn)的個數(shù)問題例2．【2020·陜西高考模擬】已知函數(shù)，則函數(shù)g（x）＝xf（x）﹣1的零點(diǎn)的個數(shù)為（）A．2 B．3 C．4 D．5【舉一反三】【2020·安徽高考模擬】已知函數(shù)若函數(shù)有兩個零點(diǎn)，，則（）A． B．或 C．或 D．或或類型三已知函數(shù)零點(diǎn)求參數(shù)例3．【2020·天津高考模擬】已知函數(shù)，若關(guān)于的方程恰有三個不相等的實(shí)數(shù)解,則的取值范圍是A． B． C． D．【舉一反三】【2020·江蘇高考模擬】已知函數(shù)有且僅有三個零點(diǎn)，并且這三個零點(diǎn)構(gòu)成等差數(shù)列，則實(shí)數(shù)a的值為_______．三、強(qiáng)化訓(xùn)練1．已知函數(shù)，若函數(shù)有個零點(diǎn)，則實(shí)數(shù)的取值范圍是（）A． B． C． D．【來源】四川省成都市南開為明學(xué)校2020-2021學(xué)年高三上學(xué)期第二次調(diào)研考試數(shù)學(xué)（理）試題2．已知函數(shù)，若函數(shù)在上恒有兩個零點(diǎn)，則實(shí)數(shù)的取值范圍為（）A． B．或C．或 D．【來源】百師聯(lián)盟2020-2021學(xué)年高三上學(xué)期一輪復(fù)習(xí)聯(lián)考（四）全國卷I文科數(shù)學(xué)試題3．已知函數(shù)，，，若與的圖象上分別存在點(diǎn)?，使得?關(guān)于直線對稱，則實(shí)數(shù)的取值范圍是（）A． B． C． D．【來源】四川省內(nèi)江市高中2020-2021學(xué)年高三上學(xué)期第一次模擬考試數(shù)學(xué)理科試題4．已知函數(shù)，以下結(jié)論正確的是（）A．在區(qū)間上是增函數(shù)B．C．若方程恰有個實(shí)根，則D．若函數(shù)在上有個零點(diǎn)，則【來源】四川省師范大學(xué)附屬中學(xué)2020-2021學(xué)年高三上學(xué)期期中數(shù)學(xué)（理）試題5．為實(shí)數(shù)，表示不超過的最大整數(shù).，若的圖像上恰好存在一個點(diǎn)與的圖像上某點(diǎn)關(guān)于軸對稱，則實(shí)數(shù)的取值范圍為___________.6．已知，，若函數(shù)(為實(shí)數(shù))有兩個不同的零點(diǎn)，，且，則的最小值為___________.7．已知函數(shù)存在個零點(diǎn)，則實(shí)數(shù)的取值范圍是__________.【來源】江西宜春市2021屆高三上學(xué)期數(shù)學(xué)（理）期末試題8．已知函數(shù)給出下列四個結(jié)論：①存在實(shí)數(shù)，使函數(shù)為奇函數(shù)；②對任意實(shí)數(shù)，函數(shù)既無最大值也無最小值；③對任意實(shí)數(shù)和，函數(shù)總存在零點(diǎn)；④對于任意給定的正實(shí)數(shù)，總存在實(shí)數(shù)，使函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減.其中所有正確結(jié)論的序號是______________.【來源】中國人民大學(xué)附屬中學(xué)2021屆高三3月開學(xué)檢測數(shù)學(xué)試題9．已知是奇函數(shù)，定義域?yàn)?，?dāng)時，（），當(dāng)函數(shù)有3個零點(diǎn)時，則實(shí)數(shù)的取值范圍是__________.10．設(shè)函數(shù)，若b，c，d分別為函數(shù)的三個不同零點(diǎn)，則的最大值是_______.第3講解密函數(shù)零點(diǎn)相關(guān)問題一、方法綜述新課標(biāo)下的高考越來越注重對學(xué)生的綜合素質(zhì)的考察，函數(shù)的零點(diǎn)問題便是一個考察學(xué)生綜合素質(zhì)的很好途徑，它主要涉及到基本初等函數(shù)的圖象，滲透著轉(zhuǎn)化、化歸、數(shù)形結(jié)合、函數(shù)與方程等思想方法，在培養(yǎng)思維的靈活性、創(chuàng)造性等方面起到了積極的作用．近幾年的數(shù)學(xué)高考中頻頻出現(xiàn)零點(diǎn)問題，其形式逐漸多樣化，但都與函數(shù)、導(dǎo)數(shù)知識密不可分．根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)的定義：對于函數(shù)，把使成立的實(shí)數(shù)叫做函數(shù)的零點(diǎn)．即：方程有實(shí)數(shù)根函數(shù)的圖象與軸有交點(diǎn)的橫坐標(biāo)函數(shù)有零點(diǎn)．圍繞三者之間的關(guān)系，在高考數(shù)學(xué)中函數(shù)零點(diǎn)的題型主要①函數(shù)的零點(diǎn)的分布；②函數(shù)的零點(diǎn)的個數(shù)問題；③利用導(dǎo)數(shù)結(jié)合圖像的變動將兩個函數(shù)的圖像的交點(diǎn)問題轉(zhuǎn)化成函數(shù)的零點(diǎn)的個數(shù)問題．二、解題策略類型一：函數(shù)零點(diǎn)的分布問題例1．【2020·河南高考模擬】已知單調(diào)函數(shù)的定義域?yàn)?，對于定義域內(nèi)任意，，則函數(shù)的零點(diǎn)所在的區(qū)間為（）A． B． C． D．【答案】C【解析】根據(jù)題意，對任意的，都有，又由是定義在上的單調(diào)函數(shù)，則為定值，設(shè)，則，又由，∴，所以，所以，所以，因?yàn)?，所以零點(diǎn)所在的區(qū)間為（3，4）.【解題秘籍】判斷函數(shù)零點(diǎn)所在區(qū)間有三種常用方法：①直接法，解方程判斷；②定理法；③圖象法．【舉一反三】函數(shù)f(x)＝lnx＋x－eq\f(1,2)，則函數(shù)的零點(diǎn)所在區(qū)間是()A．B．C．D．(1，2)【答案】C【解析】函數(shù)f(x)＝lnx＋x－eq\f(1,2)的圖象在(0，＋∞)上連續(xù)，且＝lneq\f(3,4)＋eq\f(3,4)－eq\f(1,2)＝lneq\f(3,4)＋eq\f(1,4)＜0，f(1)＝ln1＋1－eq\f(1,2)＝eq\f(1,2)＞0，故f(x)的零點(diǎn)所在區(qū)間為．學(xué)科$網(wǎng)類型二函數(shù)零點(diǎn)的個數(shù)問題例2．【2020·陜西高考模擬】已知函數(shù)，則函數(shù)g（x）＝xf（x）﹣1的零點(diǎn)的個數(shù)為（）A．2 B．3 C．4 D．5【答案】B【解析】由g（x）＝xf（x）﹣1＝0得xf（x）＝1，當(dāng)x＝0時，方程xf（x）＝1不成立，即x≠0，則等價(jià)為f（x）＝，當(dāng)2＜x≤4時，0＜x﹣2≤2，此時f（x）＝f（x﹣2）＝（1﹣|x﹣2﹣1|）＝﹣|x﹣3|，當(dāng)4＜x≤6時，2＜x﹣2≤4，此時f（x）＝f（x﹣2）＝[﹣|x﹣2﹣3|]＝﹣|x﹣5|，作出f（x）的圖象如圖，則f（1）＝1，f（3）＝f（1）＝，f（5）＝f（3）＝，設(shè)h（x）＝，則h（1）＝1，h（3）＝，h（5）＝＞f（5），作出h（x）的圖象，由圖象知兩個函數(shù)圖象有3個交點(diǎn)，即函數(shù)g（x）的零點(diǎn)個數(shù)為3個，故選：B．【點(diǎn)睛】函數(shù)零點(diǎn)的求解與判斷方法：(1)直接求零點(diǎn)：令f(x)＝0，如果能求出解，則有幾個解就有幾個零點(diǎn)．(2)零點(diǎn)存在性定理：利用定理不僅要函數(shù)在區(qū)間[a，b]上是連續(xù)不斷的曲線，且f(a)·f(b)＜0，還必須結(jié)合函數(shù)的圖象與性質(zhì)(如單調(diào)性、奇偶性)才能確定函數(shù)有多少個零點(diǎn)．(3)利用圖象交點(diǎn)的個數(shù)：將函數(shù)變形為兩個函數(shù)的差，畫兩個函數(shù)的圖象，看其交點(diǎn)的橫坐標(biāo)有幾個不同的值，就有幾個不同的零點(diǎn)．【舉一反三】【2020·安徽高考模擬】已知函數(shù)若函數(shù)有兩個零點(diǎn)，，則（）A． B．或 C．或 D．或或【答案】D【解析】當(dāng)時，，當(dāng)時，，故在上為減函數(shù)，當(dāng)時，，故在上為增函數(shù)，所以當(dāng)時，的最小值為.又在上，的圖像如圖所示：因?yàn)橛袃蓚€不同的零點(diǎn)，所以方程有兩個不同的解即直線與有兩個不同交點(diǎn)且交點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為，故或或，若，則，故，則，若，則.綜上，選D.類型三已知函數(shù)零點(diǎn)求參數(shù)例3．【2020·天津高考模擬】已知函數(shù)，若關(guān)于的方程恰有三個不相等的實(shí)數(shù)解,則的取值范圍是A． B． C． D．【答案】C【解析】關(guān)于的方程恰有三個不相等的實(shí)數(shù)解，即方程恰有三個不相等的實(shí)數(shù)解，即與有三個不同的交點(diǎn).令，當(dāng)時，，函數(shù)單調(diào)遞減；當(dāng)時，，函數(shù)單調(diào)遞增；且當(dāng)時，，當(dāng)時，，，當(dāng)時，，據(jù)此繪制函數(shù)的圖像如圖所示，結(jié)合函數(shù)圖像可知，滿足題意時的取值范圍是.本題選擇C選項(xiàng).【舉一反三】【2020·江蘇高考模擬】已知函數(shù)有且僅有三個零點(diǎn)，并且這三個零點(diǎn)構(gòu)成等差數(shù)列，則實(shí)數(shù)a的值為_______．【答案】或【解析】函數(shù)0，得|x+a|a＝3，設(shè)g（x）＝|x+a|a，h（x）＝3，則函數(shù)g（x），不妨設(shè)f（x）＝0的3個根為x1，x2，x3，且x1＜x2＜x3，當(dāng)x＞﹣a時，由f（x）＝0，得g（x）＝3，即x3，得x2﹣3x﹣4＝0，得（x+1）（x﹣4）＝0，解得x＝﹣1，或x＝4；若①﹣a≤﹣1，即a≥1，此時x2＝﹣1，x3＝4，由等差數(shù)列的性質(zhì)可得x1＝﹣6，由f（﹣6）＝0，即g（﹣6）＝3得62a＝3，解得a，滿足f（x）＝0在（﹣∞，﹣a]上有一解．若②﹣1＜﹣a≤4，即﹣4≤a＜1，則f（x）＝0在（﹣∞，﹣a]上有兩個不同的解，不妨設(shè)x1，x2，其中x3＝4，所以有x1，x2是﹣x2a＝3的兩個解，即x1，x2是x2+（2a+3）x+4＝0的兩個解．得到x1+x2＝﹣（2a+3），x1x2＝4，又由設(shè)f（x）＝0的3個根為x1，x2，x3成差數(shù)列，且x1＜x2＜x3，得到2x2＝x1+4，解得：a＝﹣1（舍去）或a＝﹣1．③﹣a＞4，即a＜﹣4時，f（x）＝0最多只有兩個解，不滿足題意；綜上所述，a或﹣1．三、強(qiáng)化訓(xùn)練1．已知函數(shù)，若函數(shù)有個零點(diǎn)，則實(shí)數(shù)的取值范圍是（）A． B． C． D．【來源】四川省成都市南開為明學(xué)校2020-2021學(xué)年高三上學(xué)期第二次調(diào)研考試數(shù)學(xué)（理）試題【答案】A【解析】令，則，則函數(shù)有個零點(diǎn)即直線與函數(shù)有個交點(diǎn)，將直線與函數(shù)的圖像分別沿軸的正方向上移個單位，即直線與函數(shù)的圖像有個交點(diǎn)，因?yàn)椋瑵M足，所以函數(shù)是奇函數(shù)，因?yàn)橹本€過點(diǎn)，所以只需滿足直線與剛好有除點(diǎn)外的另一個交點(diǎn)即可，，，，故在點(diǎn)處的切線方程為，如圖，將直線繞原點(diǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)，顯然與只有一個交點(diǎn)，故實(shí)數(shù)的取值范圍是，故選：A.2．已知函數(shù)，若函數(shù)在上恒有兩個零點(diǎn)，則實(shí)數(shù)的取值范圍為（）A． B．或C．或 D．【來源】百師聯(lián)盟2020-2021學(xué)年高三上學(xué)期一輪復(fù)習(xí)聯(lián)考（四）全國卷I文科數(shù)學(xué)試題【答案】B【解析】作出和，如圖所示，要使函數(shù)在上恒有兩個零點(diǎn)，即函數(shù)與的圖象有兩個交點(diǎn)，易知當(dāng)時，滿足題意；當(dāng)時，有三個交點(diǎn)，不滿足題意；當(dāng)時，考慮與相切時，設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為，所以，解得，所以當(dāng)時，有兩個交點(diǎn)，滿足題意；當(dāng)時，有四個交點(diǎn)，不滿足題意；當(dāng)時，無交點(diǎn)，不滿足題意綜上，實(shí)數(shù)的取值范圍為或，故選.3．已知函數(shù)，，，若與的圖象上分別存在點(diǎn)?，使得?關(guān)于直線對稱，則實(shí)數(shù)的取值范圍是（）A． B． C． D．【來源】四川省內(nèi)江市高中2020-2021學(xué)年高三上學(xué)期第一次模擬考試數(shù)學(xué)理科試題【答案】C【解析】設(shè)是函數(shù)的圖象上的任意一點(diǎn)，其關(guān)于對稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為，所以，所以函數(shù)關(guān)于對稱的函數(shù)為.由于與的圖象上分別存在點(diǎn)?，使得?關(guān)于直線對稱，故函數(shù)與函數(shù)圖象在區(qū)間有交點(diǎn)，所以方程在區(qū)間上有解，所以，即，所以.故選：C.4．已知函數(shù)，以下結(jié)論正確的是（）A．在區(qū)間上是增函數(shù)B．C．若方程恰有個實(shí)根，則D．若函數(shù)在上有個零點(diǎn)，則【來源】四川省師范大學(xué)附屬中學(xué)2020-2021學(xué)年高三上學(xué)期期中數(shù)學(xué)（理）試題【答案】C【解析】由題意，作出函數(shù)的圖象，如圖所示，對于A中，當(dāng)，若，即，可得，當(dāng)時，為周期為的函數(shù)，作出在區(qū)間的函數(shù)，可知在區(qū)間上先增后減，所以A錯誤；對于B中，因?yàn)闀r，函數(shù)為周期為的函數(shù)，又由，所以，，所以，所以B錯誤；對于C中，直線恒過定點(diǎn)，函數(shù)的圖象和函數(shù)的圖象有三個交點(diǎn)，當(dāng)，設(shè)與相切于點(diǎn)，則，解得，當(dāng)，根據(jù)對稱性可知，當(dāng)與相切時，，則，即，綜上可得，當(dāng)函數(shù)的圖象和函數(shù)的圖象有三個交點(diǎn)時，，所以C正確．對于D中，又由函數(shù)在上有個零點(diǎn)，故直線與在上由6個交點(diǎn)，不妨設(shè)，由圖象可知關(guān)于直線對稱，關(guān)于直線對稱，關(guān)于直線對稱，所以，所以D錯誤.故選：C.5．為實(shí)數(shù)，表示不超過的最大整數(shù).，若的圖像上恰好存在一個點(diǎn)與的圖像上某點(diǎn)關(guān)于軸對稱，則實(shí)數(shù)的取值范圍為___________.【答案】【解析】設(shè)，點(diǎn)關(guān)于軸對稱，由題意可知在有一個解，故在有一個解設(shè)，寫成分段函數(shù)形式即為作出函數(shù)圖象可知與，只有一個交點(diǎn)，由圖象可知，的取值范圍為或故答案為：6．已知，，若函數(shù)(為實(shí)數(shù))有兩個不同的零點(diǎn)，，且，則的最小值為___________.【答案】【解析】，求導(dǎo)，在上單調(diào)遞增.函數(shù)有兩個不同零點(diǎn)，等價(jià)于方程有兩個不等實(shí)根.設(shè)，則，又在上單調(diào)遞增，作出函數(shù)的圖像，則問題轉(zhuǎn)化為在上有兩個不同的實(shí)根，，則，則，，.設(shè)，，則，在上單調(diào)遞增，且，由零點(diǎn)存在性定理知，在上有唯一零點(diǎn)，故在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增，所以.7．已知函數(shù)存在個零點(diǎn)，則實(shí)數(shù)的取值范圍是__________.【來源】江西宜春市2021屆高三上學(xué)期數(shù)學(xué)（理）期末試題【答案】【解析】令，可得，令，，，令，可得，列表如下：極大值所以，函數(shù)在處取得最大值，即.當(dāng)時，.所以，函數(shù)的定義域?yàn)?，，令，由于，解得，列表如下：極大值所以，函數(shù)在處取得最大值，即，若使得函數(shù)存在個零點(diǎn)，則直線與函數(shù)的圖象恰有兩個交點(diǎn)，設(shè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為、，作出函數(shù)的圖如下圖所示：由圖象可知，.作出函數(shù)與函數(shù)在上的圖象如下圖所示：由圖象可知，當(dāng)時，即當(dāng)時，直線與函數(shù)在上的圖象有兩個交點(diǎn)，綜上所述，實(shí)數(shù)的取值范圍是.8．