内容正文:
第十节 函数与方程的综合问题(习题课)
考法一 由函数零点存在情况求参数范围
[典例] (1)函数f(x)=x2-ax+1在区间上有零点,则实数a的取值范围是( )
A.(2,+∞) B.[2,+∞)
C. D.
(2)已知函数f(x)=g(x)=f(x)+x+a.若g(x)存在2个零点,则a的取值范围是( )
A.[-1,0) B.[0,+∞)
C.[-1,+∞) D.[1,+∞)
[解析] (1)由题意知方程ax=x2+1在上有解,即a=x+在上有解,设t=x+,x∈,则t∈.即a∈.
(2)令h(x)=-x-a,则g(x)=f(x)-h(x).在同一坐标系中画出y=f(x),y=h(x)的示意图,如图所示.若g(x)存在2个零点,则y=f(x)的图象与y=h(x)的图象有2个交点,平移y=h(x)的图象,可知当直线y=-x-a过点(0,1)时,有2个交点,此时1=-0-a,a=-1.当y=-x-a在y=-x+1上方,即a<-1时,仅有1个交点,不符合题意.当y=-x-a在y=-x+1下方,即a>-1时,有2个交点,符合题意.综上,a的取值范围为[-1,+∞).故选C.
[答案] (1)D (2)C
[方法技巧]
由函数零点个数或所在区间求参数的方法
直接法
直接根据题设条件构建关于参数的不等式(组),通过解不等式(组)确定参数的取值范围
分离参数法
先将参数分离,然后将原问题转化成求函数值域的问题加以解决
数形结合法
将函数解析式(方程)适当变形,转化为图象易得的函数与一个含参的函数的差,在同一平面直角坐标系中画出这两个函数的图象,结合函数的单调性、周期性、奇偶性等性质及图象求解
[针对训练]
1.函数f(x)=2x--a的一个零点在区间(1,2)内,则实数a的取值范围是( )
A.(1,3) B.(1,2) C.(0,3) D.(0,2)
解析:选C 由题意,知函数f(x)在(1,2)上单调递增,又函数的一个零点在区间(1,2)内,所以即解得0<a<3,故选C.
2.(2023·武汉模拟)已知函数f(x)=若函数f(x)-m=0有三个零点,则实数m的取值范围是( )
A.(1,2] B.(1,2) C.(0,1) D.[1,+∞)
解析:选A 因为函数f(x)-m=0有三个零点,所以函数f(x)的图象与直线y=m有三个不同的交点,函数f(x)的图象如图所示,由图可知,1<m≤2,故选A.
考法二 函数的零点和范围问题
[典例] (多选)已知函数f(x)= 若f(x1)=f(x2)=f(x3)=f(x4),且x1<x2<x3<x4,则下列结论正确的是( )
A.x1+x2=2
B.x3x4=1
C.0<x1+x2+x3+x4<1
D.0<x1x2x3x4<1
[解析] 函数f(x)=的图象如图所示,设f(x1)=f(x2)=f(x3)=f(x4)=t,则0<t<1,则直线y=t与函数y=f(x)的图象的4个交点横坐标分别为x1,x2,x3,x4,函数y=-x2-2x的图象关于直线x=-1对称,则x1+x2=-2,A不正确;由图象可知|log2x3|=|log2x4|,且0<x3<1<x4,∴-log2x3=log2x4,即log2(x3x4)=0,∴x3x4=1,B正确;由图象可知,|log2x3|∈(0,1),则0<-log2x3<1,可得<x3<1,∴x1+x2+x3+x4=x3+-2∈,C正确;由图象可知-2<x1<-1,∴x1x2x3x4=x1(-2-x1)=-x-2x1∈(0,1),D正确.
[答案] BCD
[方法技巧]
求函数多个零点(或方程的根)的和的策略
求函数的多个零点(或方程的根以及直线y=m与函数图象的多个交点横坐标)的和时,应考虑函数的性质,尤其是对称性特征(这里的对称性主要包括函数本身关于点的对称、直线的对称等).
[针对训练]
(多选)(2023·威海模拟)已知函数f(x)=若互不相等的实数x1,x2,x3满足f(x1)=f(x2)=f(x3)=k,且x1<x2<x3,则下列说法正确的有( )
A.f(x)的值域为[-4,+∞)
B.k的取值范围为(-4,-3]
C.x3∈(e-2,e-1]
D.x2+x3=0
解析:选BC 作出函数f(x)的图象,
由图象可知函数的值域为R,故A错误;函数y=x2+2x-3的对称轴为直线x=-1,顶点为(-1,-4),对于函数y=-2+ln x,当y=-4时,x=e-2,当y=-3时,x=e-1,因为互不相等的实数x1,x2,x3满足f(x1)=f(x2)=f(x3)=k,且x1<x2<x3,故k的取值范围为(-4,-3],故B正确;由题可知-2+ln x3∈(-4