内容正文:
微专题集训12 函数与方程
1.C 令f(x)=ln x+x-3,则f(x)在定义域(0,+∞)上单调递增.又f(1)=ln 1+1-3=-2<0,f(2)=ln 2+2-3=ln 2-1<0,f(3)=ln 3+3-3=ln 3>0,f(2.5)=ln -3=ln >ln =0,所以f(2)·f(2.5)<0,所以f(x)在(2,2.5)上存在唯一零点,即存在x0∈(2,2.5)使得ln x0+x0-3=0.故选C.
2.B
3.B 令t=f(x),则方程f(f(x))=0即f(t)=0.
当t0时,t+1=0,∴t=-1;
当t>0时,-1=0,∴t=1.
当t=-1时,若x0,则x+1=-1,∴x=-2,符合题意;若x>0,则-1=-1,∴x=0,不合题意.
当t=1时,若x0,则x+1=1,∴x=0,符合题意;若x>0,则-1=1,∴x=4,符合题意.
综上所述,方程f(f(x))=0的实根个数为3.故选B.
4.C 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.
5.B 函数f(x),g(x),h(x)的零点分别为方程f(x)=0,g(x)=0,h(x)=0的根,方程f(x)=0,g(x)=0,h(x)=0的根分别为直线y=-x与y=2x,y=log2 x,y=x3的图象的交点的横坐标.在同一坐标系中分别作出y=2x,y=log2 x,y=x3和y=-x的图象,如图所示,则a<c<b.故选B.
6.D 因为f(x)=+2cos [(x+2023)π]=-2cos πx,
令f(x)=0,则=2cos πx,则函数f(x)在[-3,5]上的零点就是函数y=的图象和函数y=2cos πx的图象在[-3,5]上交点的横坐标,可知y=和y=2cos πx的图象都关于直线x=1对称,则交点也关于直线x=1对称,画出y=,y=2cos πx在x∈[-3,5]上的大致图象,如图所示.
观察图象可知,函数y=的图象和函数y=2cos πx的图象在[-3,5]上有8个交点,即f(x)有8个零点,且关于直线x=1对称,故f(x)在[-3,5]上所有零点的和为4×2=8.
7.B 令g(x)=0,得f(f(x)-1)=.令f(x)-1=t,则f(t)=,作出函数f(x)的大致图象如图所示.
则f(t)=(-2,-1),t3∈(-1,0),t4∈(1,2).若t∈(-3,-2),则f(x)-1=t有1个实数根;若t∈(-2,-1),则f(x)-1=t有1个实数根;若t∈(-1,0),则f(x)-1=t有4个实数根;若t∈(1,2),则f(x)-1=t有2个实数根,故f(x)-1=t共有8个实数根,即函数g(x)有8个零点,故选B.
8.D 因为f(x)=ax2-ex有三个零点,所以关于x的方程ax2-ex=0有三个不等根,易知x=0不是该方程的根,故当x≠0时,参变分离可得a=.设g(x)=(x≠0),则g′(x)=ex,当x<0时,g′(x)>0,g(x)单调递增;当0<x<2时,g′(x)<0,g(x)单调递减;
当x>2时,g′(x)>0,g(x)单调递增.又g(x)=>0恒成立,所以可作出函数g(x)的大致图象如图所示,由题意知,直线y=a与y=g(x)的图象有三个不同的交点,所以a>g(2)=,故选D.
9.ABD 由题意可得f(x)的定义域为(0,+∞),且f′(x)=(x2+3x+1)ex+,因为f′(x)=(x2+3x+1)ex+>0,所以函数f(x)在(0,+∞)上单调递增.对于A,因为f=-ln 2>1-ln 2>0,所以x0<,故A正确;对于B,因为=<0,所以x0>,故B正确;对于C,因为x0>,则>1,所以+ln x0>0,故C错误;对于D,因为x0<,所以x0+ln x0<-ln 2<0,故D正确.故选ABD.
10.ACD 对于A,f(2024)=f(2022)=f(2020)=…=f(0)=f(-2)=|-2+1|-1=0,故A正确.对于B,f(x)=和y=x-1的图象如图所示,故方程f(x)=x-1有四个根,故B错误.对于C,当x∈[4,6)时,f(x)=f(x-2)=f(x-4)=f(x-6)=|x-6+1|-1=|x-5|-1,故C正确.对于D,y=f(x)-t有8个零点,即y=f(x)的图象与直线y=t有8个交点,此时=t[(-1)×2+1×2+3×2+5×2]=16t.又t∈(-1,0),故16t∈(-16,0),的取值范围为(-16,0),故D正确.故选ACD.
11.解析:因为f(x+1)=ex+1+e1-x+a sin =e(ex+e-x)+a cos x,所以函数f(x+1)为偶函数,所以f(x)的图象关于直线x=1对称,又f(x)只有一个零点,所以由对称性可得,该零点就是x=1,所以f(1)=2e+a=0,故a=-2e.
答案:-2e
12.解析:因为f(1+x)=f(1-x),所以y=f(x)的图象关于直线x=1对称,又函数y=f(x)在R上为奇函数,且当-1x<0时,f(x)=x2,由此画出f(x)在区间[-2,6]上的图象如图所示.f(x)+=0⇒f(x)=-,由图可知,y=-与f(x)的图象有4个交点,其中两个关于直线x=1对称,两个关于直线x=5对称,所以方程f(x)+=0在[-2,6]内的所有根之和为2×1+2×5=12.
答案:12
13.解析:如图,根据题意有a+b=2×(-2)=-4,-log2 c=log2 d,即log2 dc=0,解得dc=1,故-(a+b)c=+4c.又f(0)=4,当-log2 c=4时有c=,故c∈.故y=+4c≥2 =4,当且仅当=4c,即c=时取等号.又当c=时,y=16+;当c=1时,y=1+4=,故-(a+b)c的取值范围为.
答案:
14.解析:由题意可知函数y=f(x)是以4 为周期的偶函数.由于16f(x)=4|x|+1,所以f(x)=,故原方程的实根就是函数y=f(x)的图象与函数y=的图象的交点的横坐标.因为当-2x2时,f(x)=-x2+1且f(x)=f(x+4)对任意x∈R都成立,所以当2x6时,-2x-42,f(x)=f(x-4)=-(x-4)2+1=+2x-3,由得作出y=f(x)和y=的图象如图所示,由图可知,当0x2时,两函数图象只有一个交点,当2<x6时,两函数图象只有一个交点,又两个函数均为偶函数,故两个函数图象有4个交点,所以原方程有4个根.
答案:4
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微专题集训12 函数与方程
一、单项选择题
1.若x0是方程ln x+x-3=0的实数解,则x0属于区间( )
A.(1,1.5)
B.(1.5,2)
C.(2,2.5)
D.(2.5,3)
2.已知函数f(x)=81ln x-x-3-80的零点位于区间(k,k+1)内,则整数k=( )
A.1
B.2
C.3
D.4
3.(2024·山东潍坊期中)设函数f(x)=则方程f(f(x))=0的实根个数为( )
A.4
B.3
C.2
D.1
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
5.已知函数f(x)=2x+x,g(x)=log2 x+x,h(x)=x3+x的零点分别为a,b,c则( )
A.c<b<a
B.a<c<b
C.c<a<b
D.b<a<c
6.(2025·广东广州广雅中学调研)函数f(x)=+2cos [(x+2023)π]在区间[-3,5]上所有零点的和等于( )
A.2
B.4
C.6
D.8
7.已知函数f(x)=则函数g(x)=2f(f(x)-1)-1的零点个数为( )
A.7
B.8
C.10
D.11
8.已知函数f(x)=ax2-ex有三个零点,则实数a的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
二、多项选择题
9.已知函数f(x)=(x2+x)ex+ln x的零点为x0,下列判断正确的是( )
A.x0<
B.x0>
C.+ln x0<0
D.x0+ln x0<0
10.已知函数f(x)=则以下结论正确的是( )
A.f(2024)=0
B.方程f(x)=x-1有三个实根
C.当x∈[4,6)时,f(x)=|x-5|-1
D.若函数y=f(x)-t在(-∞,6)上有8个零点xi(i=1,2,3,…,8),则的取值范围为(-16,0)
三、填空题
11.已知函数f(x)=ex+e2-x+a sin 有且只有一个零点,则实数a的值为________.
12.已知定义在R上的奇函数y=f(x)满足f(1+x)=f(1-x),当-1x<0时,f(x)=x2,则方程f(x)+=0在[-2,6]内的所有根之和为________.
13.已知函数f(x)=若函数g(x)=f(x)-m有四个零点,从小到大依次为a,b,c,d,则-(a+b)c的取值范围为________.
14.已知函数y=f(x)满足:当-2x2时,f(x)=-x2+1且f(x)=f(x+4)对任意x∈R都成立,则方程16f(x)=4|x|+1的实根个数是________.
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