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考点14导数在函数方程中的应用
(满分74分 建议用时:45分钟)
一、选择题
1.(2021·全国高三)已知函数.若的零点恰有个,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】:C
【解析】:由题可知,当时,,在上单调递增,;
当时,,在上单调递减,,
画出函数和的图象(如图),可知,故选:C
2.(2021·全国高三)定义在上的函数满足,,若,则函数在区间内( )
A.没有零点 B.有且仅有1个零点
C.至少有2个零点 D.可能有无数个零点
【答案】:B
【解析】:由题可知: ,函数关于直线对称,
又,当时,;当时,
所以函数在单调递减,在单调递增,
由,所以,
根据对称性可知
根据零点存在性定理可知:函数在区间内有且仅有1个零点,故选:B
3.(2020·南昌县莲塘第二中学)若关于的不等式有且只有两个整数解,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】:C
【解析】:首先时,不等式为,恒成立,即整数2是不等式的一个解,则由题意1或3是不等式的另一个整数解.
若1不是不等式的解,则,,此时不等式化为:
,易知函数在上是增函数,则大于2的所有整数都是原不等式的解,不合题意.
所以1是原不等式的解,大于3的所有整数不是原不等式的解,,
所以时,不等式恒成立,即在上恒成立,
设,
则,时,,,单调递增,
所以,所以.
综上的取值范围是.故选:C.
4.若关于x的方程有三个不同的实数解,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】:C
【解析】:对函数求导,,∴,当时,单调递增,当时,函数单调递减,当时,函数单调递增,要有三个不等实根,则,且,解得.故选:C
5.(2021·全国高三)已知f(x)是定义在区间[﹣2,2]上的偶函数,当x∈[0,2]时,f(x)=,若关于x的方程2f2(x)+(2a﹣1)f(x)﹣a=0有且只有2个实数根,则实数a的取值范围是( )
A.[﹣,﹣] B.[﹣,﹣)
C.(﹣,0) D.(﹣,0)∪{﹣}
【答案】:D
【解析】:当时,
则
令,解得,
所以当时,单调递增;
当时,单调递减,
所以,故在定义域上恒成立,
由有且只有2个实数根,
得方程有2个解,
又,所以,
则在有且仅有1个解,
因为,则或,
所以或,
即实数的取值范围是,故选:D
6.(2021·河南高三)已知函数,,其中e为自然对数的底数,若存在实数使得成立,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】:D
【解析】:因为,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以.
又,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当两个不等式同时取等号时,等号成立.
若存在实数使得成立,则,
即.故选:D
7.(2021·山东烟台市·高三)若函数的所有零点之和为0,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】:A
【解析】:当时,易得的零点为,
当时,,
∵当时,,∴的图象在上关于直线对称.
又,
当时,,故单调递增,
当时,,故单调递减,且,.
因为的所有零点之和为0,故在内有2个不同的零点,
且,解得.
故实数a的取值范围为.故选:A.
8.(2021·合肥一六八中学高三)已知函数,若关于x的方程有四个不同的解,则实数m的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】:A
【解析】:设,则有四个不同的解,
因为,所以为偶函数,且当时,为增函数,
所以当时,为减函数,所以,即,
当时,,
则,
令,解得,
所以当时,,为减函数,
当时,,为增函数,
又,
作出时的图象,如图所示:
所以当时,的图象与图象有2个交点,且设为,
作出图象,如下图所示:
此时与分别与有2个交点,即有四个不同的解,满足题意.
综上实数m的取值范围为.故选:A
二、填空题
9.(2021·浙江嘉兴市·高三)若函数恰有4个零点,则实数的取值范围是______.
【答案】:
【解析】:当时,令可得:,
当时,令可得:,
令,
若,,
,为减函数,
若,,
,,
若,,为减函数,
若,,为增函数,
画出的图像,如下图:
如要有4个零点,则,故答案为:.
10.(2021·河北唐山市·高三三模)关于x的不等式恰有一个解,则实数a的取值范围是__________.
【答案】:.
【解析】:设函数,
若时,当时,,此时不等式,有无穷多个整数解,不符合题意;
若时,无解,不符合题意;
若时,可得,则必有,
解得,所以,
当时,可得,
当时,,当时,,
所以函数在上单调递减,在单调递增,
当时,;当时,,
即当时,恰好有一个整数解,即为,即,
综上可得,实数a的取值范围是.
三、解答题
11.(2021·黑龙江哈尔滨市·哈尔滨三中高三)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)