内容正文:
[对应学生用书P293]
A级 基础过关
1.对于函数f(x),若f(-1)f(3)<0,则( )
A.方程f(x)=0一定有实数解
B.方程f(x)=0一定无实数解
C.方程f(x)=0一定有两实根
D.方程f(x)=0可能无实数解
解析 因为函数f(x)的图象在(-1,3)上未必连续,所以尽管f(-1)f(3)<0,但方程f(x)=0在(-1,3)上可能无实数解.
答案 D
2.设函数f(x)=2x+的零点为x0,则x0所在的区间是( )
A.(-4,-2) B.(-2,-1)
C.(1,2) D.(2,4)
解析 易知f(x)在R上单调递增且f(x)的图象是连续不断的曲线,
f(-2)=-<0,f(-1)=->0,所以x0∈(-2,-1).
答案 B
3.已知函数f(x)=ln |x-2|+x2与g(x)=4x,则两函数图象所有交点的横坐标之和为( )
A.0 B.2
C.3 D.4
解析 原问题可以转化为求方程ln |x-2|=4x-x2的所有根之和,易知y=ln |x-2|和y=4x-x2的图象均关于直线x=2对称,且两个函数的图象有2个交点,故两个交点的横坐标之和为4.
答案 D
4.已知e是自然对数的底数,关于x的方程e|x-2|=x有两个不同的解x1,x2(x1<x2),则( )
A.x1<1,x2>3 B.x1>1,x2<3
C.x1>1,x2>3 D.x1<1,x2<3
解析 令f(x)=e|x-2|-x,则函数f(x)的图象在R上连续.∵f(1)=e-1>0,f(2)=1-2=-1<0,f(3)=e-3<0,f(4)=e2-4>0,∴f(1)f(2)<0,f(3)f(4)<0,∴函数f(x)在区间(1,2),(3,4)上各有一个零点,即1<x1<2,3<x2<4,故选C.
答案 C
5.(多选)设函数f(x)=则以下结论正确的是( )
A.f(x)为R上的增函数
B.f(x)有唯一零点x0,且1<x0<2
C.若f(m)=5,则m=33
D.f(x)的值域为R
解析 作出函数f(x)的图象如图所示.由图可知A错误;对于B,由图象可知,f(x)有唯一零点x0,f(x)在(-∞,2]上单调递增,且f(1)<0,f(2)>0,B正确;对于C,当x≤2时,2x-3≤1,故log2(m-1)=5,解得m=33,C正确;对于D,f(x)的值域为(0,+∞)∪(-3,1],即(-3,+∞),D错误.故选BC.
答案 BC
6.已知a>0,若函数f(x)=有两个不同的零点,则a的取值范围为________.
解析 令x+a=0,x=-a<a,则x=-a是函数f(x)的一个零点;令ln x+2=0,解得x=,要使得f(x)有两个不同的零点,则a∈.
答案
7.若函数f(x)=x3+ax2+bx+c是奇函数,且有三个不同的零点,写出一个符合条件的函数:f(x)=________.
解析 f(x)=x3+ax2+bx+c为奇函数,故a=c=0,f(x)=x3+bx=x(x2+b)有三个不同零点,∴b<0,∴f(x)=x3-x满足题意.
答案 x3-x(答案不唯一)
8.已知函数f(x)=x2+bx+c的两个零点为2,3.若函数g(x)=f(x)+mx的两个零点分别在区间(1,2),(2,4)内,则实数m的取值范围为________.
解析 ∵2,3为方程x2+bx+c=0的两根,
∴∴∴f(x)=x2-5x+6.
∴g(x)=x2+(m-5)x+6,
依题意解得-<m<0,
故实数m的取值范围是.
答案
B级 能力提升
9.定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+1)=f(x),则f(x)在[-3,3]上的零点个数至少为( )
A.6 B.7
C.12 D.13
解析 因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0,又由f(x+1)=f(x)得f(x)的周期为1,所以f(-3)=f(-2)=f(-1)=f(0)=f(1)=f(2)=f(3)=0.又f=f,f=-f,因此f=f=0,则f=f=f=f=f=f=0,故f(x)在[-3,3]上至少有13个零点,故选D.
答案 D
10.已知函数f(x)=若f(x)有两个零点x1,x2(x1>x2),则x1-x2的最小值是( )
A.1 B.2
C. D.
解析 根据题意可得-t=0,解得x1=t2(t≥0),2(x2+1)-t=0,解得x2=t-1(t<2),则x1-x2=t2-t+1=+(0≤t<2),当t=时,x1-x2取得最小值.
答案 D
11.(2025·保定模拟)已知x>0,函数f(x)=2x+x-5,g(x)=x2+x-4,h(x)=log2x+x-3的零点分别为a,b,c,则( )
A.a<b<c B.a<c<b
C.b<a<c D.b<c<a
解析 因为f(x)=2x+x-5单调递增,
且f(1.6)=21.6-3.4=-=-<0,
f(2)=4+2-5=1>0,
由函数零点存在定理可知,f(x)有唯一零点a,且1.6<a<2;
因为g(x)=x2+x-4在(0,+∞)上单调递增,且g(1)=-2<0,
g(1.6)=1.62-2.4=2.56-2.4>0,
由函数零点存在定理可知,g(x)有唯一零点b,且1<b<1.6;
因为h(x)=log2x+x-3在(0,+∞)上单调递增,且h(2)=1+2-3=0,
则h(x)有唯一零点c=2,
所以b<a<c.故选C.
答案 C
12.(2024·杭州段测)定义在R上的函数f(x)满足f(-x)+f(x)=0,f(-x)=f(x+2),且当x∈[0,1]时,f(x)=x3-x2+x,则方程4f(x)-x+2=0所有的根之和为( )
A.6 B.12
C.14 D.10
解析 因为f(-x)+f(x)=0,x∈R,
所以f(x)为奇函数.
又因为f(-x)=f(x+2),
所以f(x)的图象关于直线x=1对称.
所以f(x+2)=f(-x)=-f(x),
得f(x+4)=-f(x+2)=-[-f(x)]=f(x),所以f(x)的一个周期为4.
又因为x∈[0,1]时,
f′(x)=3x2-2x+1=3+>0,
所以f(x)在[0,1]上单调递增,且f(0)=0,f(1)=1.
由题意可得下图,
可得直线y=(x-2)与y=f(x)的交点的横坐标为方程4f(x)-x+2=0的根,
可得在(-2,2)与(2,6)上均有两个交点,且关于(2,0)对称,加上(2,0)点,共5个交点,
所以这5个交点的横坐标之和为2×2×2+2=10.故选D.
答案 D
13.(多选)已知定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+4)=f(x)+f(2),且在区间[0,2]上是增函数,则下列说法正确的是( )
A.函数f(x)的一个周期为4
B.直线x=-4是函数f(x)图象的一条对称轴
C.函数f(x)在[-6,-5)上单调递增,在[-5,-1)上单调递减
D.函数f(x)在[0,100]内有25个零点
解析 令x=-2,得f(-2+4)=f(-2)+f(2),即f(-2)=0.由于函数f(x)为偶函数,故f(2)=f(-2)=0,所以f(x+4)=f(x),函数f(x)是以4为周期的函数,故A正确;因为f(-4+x)=f(4-x)=f(4-8-x)=f(-4-x),所以直线x=-4是函数图象的一条对称轴,故B正确;结合函数在区间[0,2]上是增函数,画出函数f(x)的大致图象如图所示,由图可知,函数在[-6,-4)上单调递减,故C错误;根据图象可知,f(2)=f(6)=f(10)=…=f(98)=0,故共有25个零点.故D正确.
答案 ABD
14.已知函数f(x)=那么f(f(4))=________,若存在实数a,使得f(a)=f(f(a)),则a的个数是________.
解析 由f(4)=-2,得f(f(4))=f(-2)=1.
设f(a)=t,由f(a)=f(f(a)),得t=f(t),
即图象与y=x有交点,可得t=1或t=-1,
由图象可知,
当t=1时,即f(a)=1,可得a=1或a=-2,
当t=-1时,即f(a)=-1,可得a=3或a=0或a=-1.
综上,存在实数a,使得f(a)=f(f(a)),且a的个数是5.
答案 1 5
C级 拓广探索
15.(2025·石家庄模拟)已知函数f(x)=若存在实数x1,x2,x3,x4,满足x1<x2<x3<x4,且f(x1)=f(x2)=f(x3)=f(x4),则x1x2=________,(x3-3)·(x4-3)的取值范围是________.
解析 作出函数f(x)=的图象,如图所示,
因为f(x1)=f(x2)=f(x3)=f(x4),x1<x2<x3<x4.
所以由图可知,-log3x1=log3x2,
=9,且3<x3<6,即x1x2=1,
所以(x3-3)(x4-3)=x3x4-3(x3+x4)+9=x3(18-x3)-45=-x+18x3-45,
因为y=-x+18x3-45在(3,6)上单调递增,所以0<y<27,
即(x3-3)(x4-3)的取值范围是(0,27).
答案 1 (0,27)
16.已知M={α|f(α)=0},N={β|g(β)=0},若存在α∈M,β∈N,使得|α-β|<n,则称函数f(x)与g(x)互为“n度零点函数”.若f(x)=32-x-1与g(x)=x2-aex互为“1度零点函数”,则实数a的取值范围为________.
解析 由题意可知f(2)=0,且f(x)在R上单调递减,
所以函数f(x)只有一个零点2,
由f(x)与g(x)互为“1度零点函数”,
得|2-β|<1.
由|2-β|<1,得1<β<3,
所以函数g(x)=x2-aex在区间(1,3)上存在零点.
由g(x)=x2-aex=0,得a=.
令h(x)=,则h′(x)==,
所以h(x)在区间(1,2)上单调递增,在区间(2,3)上单调递减,
且h(1)=,h(2)=,h(3)=>,
要使函数g(x)在区间(1,3)上存在零点,只需a∈.
答案
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