内容正文:
2026高考数学一轮专题讲义与课时精练
第13讲 函数的零点与方程的解
【基础回顾】
知识点1.函数的零点与方程的解
(1)函数零点的概念
对于一般函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点.
(2)函数零点与方程实数解的关系
方程f(x)=0有实数解⇔函数y=f(x)有零点⇔函数y=f(x)的图象与x轴有公共点.
(3)函数零点存在定理
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线,且有f(a)f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的解.
知识点2.二分法
对于在区间[a,b]上图象连续不断且f(a)f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把它的零点所在区间一分为二,使所得区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.
【必备知识】
若连续不断的函数f(x)是定义域上的单调函数,则f(x)至多有一个零点.
题型一 函数零点所在区间的判定
确定函数零点所在区间的常用方法
(1)利用函数零点存在定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续;再看是否有f(a)·f(b)<0,若有,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点.
(2)数形结合法:通过画函数图象,观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断.
【例题精讲】
1.函数的零点所在的区间为( )
A.(﹣2,﹣1) B.(﹣1,0) C.(0,1) D.(1,2)
2.已知函数f(x)=x2﹣log0.3x,则该函数的零点所在区间是( )
A.(0,0.3) B.(0.3,0.5) C.(0.5,1) D.(1,2)
3.已知点在幂函数f(x)=xα的图象上,则函数h(x)=f(x)+lgx﹣18的零点所在区间为( )
A.(1.5,2) B.(2,2.5) C.(2.5,3) D.(3,3.5)
(多选)4.若函数f(x)=2ex的图象与函数的图象交点的横坐标所在的区间为(k,k+1),则k的可能取值为( )
A.﹣2 B.﹣1 C.1 D.2
(多选)5.函数的零点所在的区间是( )
A.(1,2) B.(2,4) C.(4,8) D.(8,+∞)
题型二 函数零点个数的判定
求解函数零点个数的基本方法
(1)直接法:令f(x)=0,方程有多少个不同的实数根,则f(x)有多少个零点.
(2)定理法:利用函数零点存在定理时往往还要结合函数的单调性、奇偶性等.
(3)图象法:一般是把函数拆分为两个简单函数,依据两函数图象的交点个数得出函数的零点个数.
【例题精讲】
1.当∪∪时,函数f(x)=|cosx|﹣|tanx|的零点个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
2.函数y=2x2﹣3x+1的零点个数是( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.不能确定
3.函数f(x)=(a+1)x﹣ax+x(a>1)的零点的个数为( )
A.1
B.2
C.3
D.无法确定,与a的取值有关
(多选)4.定义,已知函数f(x)=max{a﹣|x﹣1|,x2﹣(2+a)x+2a},0<a<1,则函数y=f(x)的零点个数可能为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
(多选)5.已知函数,其中a,b∈R,且ab≠0.则( )
A.当ab>0时,函数f(x)有且只有两个零点
B.当ab<0时,函数f(x)有且只有一个零点
C.当a﹣b=0时,函数y=f(x)的图象是轴对称图形
D.当a+b=0时,函数y=f(x)的图象是中心对称图形
题型三 根据函数零点求参数
根据函数零点的情况求参数的三种常用方法
(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式(组),再通过解不等式确定参数(范围).
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域确定参数范围.
(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,然后利用数形结合法求解.
【例题精讲】
1.若函数没有零点,则实数a的取值范围是( )
A.[﹣4,+∞) B.(﹣4,+∞) C.(﹣∞,﹣4] D.[4,+∞)
2.已知函数f(x)=x2﹣acosx+2有且仅有一个零点,则实数a的值为( )
A. B. C.2 D.﹣2
3.若函数有两个零点,则a的取值范围为( )
A.(﹣∞,1) B.(1,+∞)
C.(0,1)∪(1,+∞) D.(0,1)
(多选)4.已知函数f(x)=ex+e﹣x﹣a有两个零点x1,x2(x1<x2),则下列说法正确的是( )
A.f(x)为偶函数 B.a<﹣2或a>2
C.x1+x2=0 D.x1x2<0
(多选)5.设函数若f(x)=a有四个实数根x1,x2,x3,x4,且x1<x2<x3<x4,则的值不可以是( )
A. B. C.3 D.
题型四 根据复合函数零点求参数
对于复合函数y=f(g(x))的零点个数问题,求解思路如下:
(1)确定内层函数u=g(x)和外层函数y=f(u);
(2)确定外层函数y=f(u)的零点u=ui(i=1,2,3,…,n);
(3)确定直线u=ui(i=1,2,3,…,n)与内层函数u=g(x)图象的交点个数分别为a1,a2,a3,…,an,则函数y=f(g(x))的零点个数为a1+a2+a3+…+an.
【例题精讲】
1.已知函数,若函数y=f(f(x))有6个零点,则实数a的取值范围为( )
A.a>1 B.a<0 C.a<﹣1 D.﹣1<a<0
2.已知函数,若函数g(x)=f(x)﹣|x﹣k|恰有2个零点,则实数k的取值范围是( )
A.[﹣1,e) B.(﹣∞,﹣1]∪[e,+∞)
C.(﹣1,1] D.(﹣∞,﹣1)∪[1,+∞)
3.若函数则函数y=[f(x)]2﹣5f(x)+6的零点个数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
(多选)4.已知函数,函数g(x)=f(f(x))﹣m,则下列结论正确的是( )
A.若m=0,则g(x)有1个零点
B.若m=3,则g(x)有6个零点
C.若g(x)有5个零点,则m的取值范围为(0,3)
D.g(x)一定有零点
(多选)5.已知函数g(x)=﹣x2+2|x|+3,h(x)=f(g(x))﹣m,则下列结论正确的是( )
A.当m=0时,h(x)有1个零点
B.当0<m<1时,h(x)有4个零点
C.h(x)可能有6个零点
D.当h(x)的零点个数最多时,m的取值范围为(ln3,ln4)
课时精练
一.选择题(共8小题)
1.已知函数f(x)=x2﹣log0.3x,则该函数的零点所在区间是( )
A.(0,0.3) B.(0.3,0.5) C.(0.5,1) D.(1,2)
2.函数f(x)lnx的零点所在的区间为( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
3.若关于x的方程mx2+2x+2=0至少有一个负实根,则实数m的取值范围是( )
A.0<m<2 B. C. D.m≤2
4.已知函数f(x)为偶函数,且,若方程f(x)﹣a=0有六个不同的实根,则实数a的取值范围是( )
A.(1,2) B.[1,2]
C.[﹣2,﹣1)∪(1,2] D.(﹣2,﹣1)∪(1,2)
5.若函数则函数y=[f(x)]2﹣5f(x)+6的零点个数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
6.已知f(x)为偶函数,当x≥0时,,若关于x的方程f2(x)﹣(a+8)f(x)+8a=0恰有4个不同的实根,则实数a的取值范围为( )
A.(3,+∞) B.(3,+∞)∪{1}
C.(3,8)∪(8,+∞) D.(3,8)∪(8,+∞)∪{1}
7.设函数g(x),则方程的实数根的个数可能为( )
A.1 B.3 C.1或3 D.3或5
8.已知函数g(x)=x﹣3,方程f(g(x))=﹣3﹣g(x)有两个不同的根,分别是x1,x2,则x1+x2=( )
A.0 B.3 C.6 D.9
二.多选题(共3小题)
(多选)9.已知函数若关于x的方程f(x)=m有3个实数解x1,x2,x3(x1<x2<x3),则( )
A.x1+x2<0
B.1<x1+x2+x3<2
C.
D.关于x的方程f(x)=f(m)恰有3个实数解
(多选)10.若函数,则下列说法正确的是( )
A.值域为R
B.单调递增区间是[﹣1,0]和(0,1]
C.f(x)有两个零点
D.方程有5个实根
(多选)11.已知函数则下列说法正确的是( )
A.当m<﹣2,n<﹣2时,f(m+n)=f(m)+f(n)+8
B.对于∀x1∈(0,2)∀x2∈(﹣2,0),|f(x1)﹣f(x2)|≤2
C.若方程f(x)﹣a=0有4个不相等的实根x1,x2,x3,x4,则x1+x2+x3+x4的范围为
D.方程f[f(x)]=2有6个不相等的实根
三.填空题(共3小题)
12.已知g(x)=2x﹣2+1,若|g(x+2)﹣3|=6b有两个不相等的实根,则b的取值范围是 .
13.已知函数,若存在实数a,b,c满足a<b<c,且f(a)=f(b)=f(c),则(a+b)c的取值范围是 .
14.已知函数若关于x的函数y=f2(x)﹣bf(x)+3有8个不同的零点,则实数b的取值范围为 .
四.解答题(共5小题)
15.已知函数f(x)=x2﹣2|x2﹣x|﹣m.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)讨论f(x)零点的个数;
(3)若f(x)有4个零点x1,x2,x3,x4,判断x1+x2+x3+x4是否为定值,并说明你的理由.
16.已知函数f(x)=2x2+mx+n的图象过点(0,﹣1),且满足f(﹣1)=f(2).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)设函数f(x)在[a,a+2]上的最小值为h(a),求h(a);
(3)若x0满足f(x0)=x0,则称x0为函数y=f(x)的不动点.函数g(x)=f(x)﹣tx+t有两个不相等的不动点x1,x2,且x1>0,x2>0,
①求实数t的取值范围;②求的最小值.
17.已知a>0且a≠1,函数,.
(1)方程f(x)=0的两根为x1和x2,且x1•x2=3,求a的值;
(2)当a=2时,对任意的x1∈[1,8],都存在x2∈[0,+∞),使得f(x1)=g(x2),求m的取值范围.
18.已知函数y=ax2﹣(a+2)x+2,a∈R.
(1)y<3﹣2x对任意x∈R恒成立,求实数a的取值范围;
(2)求不等式y≥0的解集;
(3)若存在m>0使关于x的方程有四个不同的实根,求实数a的取值范围.
19.已知函数.
(1)若a=2,求函数f(x)在(1,f(1))处的切线方程;
(2)若函数f(x)有三个零点,求a的取值范围.
第7页(共7页)
学科网(北京)股份有限公司
$2026高考数学一轮专题讲义与课时精练
第13讲 函数的零点与方程的解
【基础回顾】
知识点1.函数的零点与方程的解
(1)函数零点的概念
对于一般函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点.
(2)函数零点与方程实数解的关系
方程f(x)=0有实数解⇔函数y=f(x)有零点⇔函数y=f(x)的图象与x轴有公共点.
(3)函数零点存在定理
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线,且有f(a)f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的解.
知识点2.二分法
对于在区间[a,b]上图象连续不断且f(a)f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把它的零点所在区间一分为二,使所得区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.
【必备知识】
若连续不断的函数f(x)是定义域上的单调函数,则f(x)至多有一个零点.
题型一 函数零点所在区间的判定
确定函数零点所在区间的常用方法
(1)利用函数零点存在定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续;再看是否有f(a)·f(b)<0,若有,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点.
(2)数形结合法:通过画函数图象,观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断.
【例题精讲】
1.函数的零点所在的区间为( )
A.(﹣2,﹣1) B.(﹣1,0) C.(0,1) D.(1,2)
【答案】B
【解答】解:由已知,f(x)为R上的连续函数,
因,,,,,
f(﹣1)•f(0)<0,
则由零点存在性定理可知,函数f(x)的零点所在的区间为(﹣1,0).
故选:B.
2.已知函数f(x)=x2﹣log0.3x,则该函数的零点所在区间是( )
A.(0,0.3) B.(0.3,0.5) C.(0.5,1) D.(1,2)
【答案】C
【解答】解:由题意可得函数的定义域为(0,+∞),
又因为y=x2、y=﹣log0.3x在(0,+∞)上单调递增,
所以函数y=f(x)在(0,+∞)上单调递增,
又f(0.3)=0.09﹣1<0,f(0.5)=0.25﹣log0.30.5=log0.3log0.30.5=log0.3log0.30,
f(1)=1﹣log0.31=1>0,
所以函数的零点在(0.5,1).
故选:C.
3.已知点在幂函数f(x)=xα的图象上,则函数h(x)=f(x)+lgx﹣18的零点所在区间为( )
A.(1.5,2) B.(2,2.5) C.(2.5,3) D.(3,3.5)
【答案】C
【解答】解:由于点在幂函数f(x)=xα的图象上,所以,
所以f(x)=x3,则h(x)=x3+lgx﹣18.
又因为函数y=lgx,y=x3在(0,+∞)上都单调递增,
则h(x)在定义域(0,+∞)上单调递增,
h(3)=lg3+33﹣18=lg3+9,
因为lg3>lg1,即lg3>0,所以h(3)>0,
h(2.5)=lg2.5+(2.5)3﹣18=lg2.5﹣2.375,
因为lg2.5<lg10,即lg2.5<1,所以h(2.5)<0,
因为h(x)在(0,+∞)上单调递增,h(2.5)•h(3)<0,
所以h(x)在(0,+∞)上只有一个零点,且在(2.5,3)内.
故选:C.
(多选)4.若函数f(x)=2ex的图象与函数的图象交点的横坐标所在的区间为(k,k+1),则k的可能取值为( )
A.﹣2 B.﹣1 C.1 D.2
【答案】BC
【解答】解:f(x)与g(x)交点横坐标即方程2ex5的解,
即h(x)=2ex5的零点,则h(x)在(﹣∞,0)和(0,+∞)上递增,
因为h(﹣1)4<0,x趋于0且x<0时,h(x)趋于正无穷,
h(1)=2e﹣6<0,h(2)=2e20,
所以h(x)的零点在区间(﹣1,0)和(1,2)上,
故k=﹣1或k=1.
故选:BC.
(多选)5.函数的零点所在的区间是( )
A.(1,2) B.(2,4) C.(4,8) D.(8,+∞)
【答案】AD
【解答】解:函数的定义域为(0,+∞),
,当0<x<4时,f′(x)<0,函数f(x)在(0,4)上单调递减,
当x>4时,f′(x)>0,函数f(x)在(4,+∞)上单调递增,
又,
因此函数的零点所在的区间是(1,2)和(8,+∞).
故选:AD.
题型二 函数零点个数的判定
求解函数零点个数的基本方法
(1)直接法:令f(x)=0,方程有多少个不同的实数根,则f(x)有多少个零点.
(2)定理法:利用函数零点存在定理时往往还要结合函数的单调性、奇偶性等.
(3)图象法:一般是把函数拆分为两个简单函数,依据两函数图象的交点个数得出函数的零点个数.
【例题精讲】
1.当∪∪时,函数f(x)=|cosx|﹣|tanx|的零点个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解答】解:由f(x)=|cosx|﹣|tanx|=0,得|cosx|=|tanx|,
作出y=|cosx|,y=|tanx|,x的图象,
由图可知,两函数的图象的交点有4个,则曲线f(x)=|cosx|﹣|tanx|在[0,2π]上的零点个数为4.
故选:B.
2.函数y=2x2﹣3x+1的零点个数是( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.不能确定
【答案】C
【解答】解:y=2x2﹣3x+1=(2x﹣1)(x﹣1),
所以y=2x2﹣3x+1有两个零点,分别为x和x=1.
故选:C.
3.函数f(x)=(a+1)x﹣ax+x(a>1)的零点的个数为( )
A.1
B.2
C.3
D.无法确定,与a的取值有关
【答案】A
【解答】解:∵a>1时,∴由指数函数的图象与性质知,
当x<0时,(a+1)x﹣ax<0,x<0,可得f(x)<0,
当x>0时,(a+1)x﹣ax>0,x>0,可得f(x)>0,
当x=0时,f(x)=(a+1)x﹣ax+x=0,则函数f(x)只有一个零点.
故选:A.
(多选)4.定义,已知函数f(x)=max{a﹣|x﹣1|,x2﹣(2+a)x+2a},0<a<1,则函数y=f(x)的零点个数可能为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】BCD
【解答】解:函数f(x)=max{a﹣|x﹣1|,x2﹣(2+a)x+2a},0<a<1,
令g(x)=a﹣|x﹣1|,h(x)=x2﹣(2+a)x+2a,
当x2﹣(2+a)x+2a=0时,x=a或x=2,
当a﹣|x﹣1|=0时,x=1+a或x=1﹣a,
①当x=2时,h(2)=0,g(2)=a﹣1,
∵0<a<1,∴g(a)=a﹣1<0,
x=2是y=f(x)的零点.
②当x=1﹣a时,g(1﹣a)=0,h(1﹣a)=1﹣2a+a2+a2+a﹣2+2a=2a2+a﹣1,
令2a2+a﹣1<0,则,
即当时,x=1﹣a是y=f(x)的零点;当时,x=1﹣a不是y=f(x)的零点.
③当x=1+a时,g(1﹣a)=0,h(1+a)=1+2a+a2﹣a2﹣3a﹣2+2a=a﹣1,
∵0<a<1,∴h(1﹣a)<0,即x=1+a是y=f(x)的零点;
④当x=a时,h(a)=0,g(a)=a﹣|a﹣1|,
∵0<a<1,∴g(a)=a﹣|a﹣1|=a﹣1+a=2a﹣1,
即当时,x=a是y=f(x)的零点;当时,x=a不是y=f(x)的零点.
综上所述:x=1+a和x=2一定是y=f(x)的零点,x=1﹣a和x=a可能是y=f(x)的零点.
故选:BCD.
(多选)5.已知函数,其中a,b∈R,且ab≠0.则( )
A.当ab>0时,函数f(x)有且只有两个零点
B.当ab<0时,函数f(x)有且只有一个零点
C.当a﹣b=0时,函数y=f(x)的图象是轴对称图形
D.当a+b=0时,函数y=f(x)的图象是中心对称图形
【答案】BCD
【解答】解:因为,定义域为R,
又因为ab≠0,所以a≠0,b≠0,
令f(x)=0,
得a•2x+b•2﹣x=0,即a•22x+b=0,
所以,又22x>0,
所以当ab>0时,,方程无解,
所以函数f(x)没有零点,故A错误;
当ab<0时,,解得,
函数f(x)有且只有一个零点,故B正确;
当a﹣b=0,即a=b时,
f(x)=a•2x+a•2﹣x,f(﹣x)=a•2﹣x+a•2x=f(x),
所以f(x)是偶函数,图象关于y轴对称,故C正确;
当a+b=0,即b=﹣a时,
f(x)=a•2x﹣a•2﹣x,f(﹣x)=a•2﹣x﹣a•2x=﹣f(x),
所以f(x)是奇函数,图象关于原点对称,故D正确.
故选:BCD.
题型三 根据函数零点求参数
根据函数零点的情况求参数的三种常用方法
(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式(组),再通过解不等式确定参数(范围).
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域确定参数范围.
(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,然后利用数形结合法求解.
【例题精讲】
1.若函数没有零点,则实数a的取值范围是( )
A.[﹣4,+∞) B.(﹣4,+∞) C.(﹣∞,﹣4] D.[4,+∞)
【答案】A
【解答】解:因为当x≤2时,y=2x﹣a>0恒成立,
要使f(x)没有零点,
所以x>2时,2x+a>0恒成立,
即a>﹣2x恒成立,
又因为函数y=﹣2x在(2,+∞)上单调递减,
所以a≥﹣2×2=﹣4,
即实数a的取值范围是[﹣4,+∞).
故选:A.
2.已知函数f(x)=x2﹣acosx+2有且仅有一个零点,则实数a的值为( )
A. B. C.2 D.﹣2
【答案】C
【解答】解:因为f(x)=x2﹣acosx+2,所以f(x)定义域为R,
又f(﹣x)=(﹣x)2﹣acos(﹣x)+2=x2﹣acosx+2=f(x),所以f(x)是偶函数,
则f(x)图象关于y轴对称,
因为f(x)有且仅有一个零点,所以有f(0)=0,
即f(0)=﹣a+2=0,所以a=2.
故选:C.
3.若函数有两个零点,则a的取值范围为( )
A.(﹣∞,1) B.(1,+∞)
C.(0,1)∪(1,+∞) D.(0,1)
【答案】C
【解答】解:因为,x>0,
且f(1)=0,
所以x=1是函数的一个零点,
所以函数还有一个不为1的零点,
当x≠1时,令f(x)=0,
得alnx,
所以a,
令g(x)(x>0且x≠1),
则g'(x),
令h(x)=2xlnx﹣x,
则h'(x)=2lnx+1,
所以当x∈(0,1)时,h'(x)<0,h(x)单调递减;
当x∈(1,+∞)时,h'(x)>0,h(x)单调递增;
所以h(x)>h(1)=0,
即g'(x)>0,
所以g(x)单调递增,
作出函数y=g(x)(x>0且x≠1)的图象,如图所示:
所以当a∈(0,1)∪(1,+∞)时,满足题意.
故选:C.
(多选)4.已知函数f(x)=ex+e﹣x﹣a有两个零点x1,x2(x1<x2),则下列说法正确的是( )
A.f(x)为偶函数 B.a<﹣2或a>2
C.x1+x2=0 D.x1x2<0
【答案】ACD
【解答】解:因为f(﹣x)=e﹣x+ex﹣a=f(x),所以函数f(x)为偶函数,故A正确;
因为函数f(x)=ex+e﹣x﹣a有两个零点,所以f(x)=0有两个根,即ex+e﹣x=a有两个根,
令t=ex,t>0,
所以在(0,+∞)上有两个根,即t2﹣at+1=0在(0,+∞)上有两个不相等的实数根,
所以解得a>2,故B错误;
因为函数f(x)为偶函数,且有两个零点x1,x2(x1<x2),所以x1+x2=0,故C正确;
因为x1+x2=0,x1<x2,所以x1x2<0,故D正确.
故选:ACD.
(多选)5.设函数若f(x)=a有四个实数根x1,x2,x3,x4,且x1<x2<x3<x4,则的值不可以是( )
A. B. C.3 D.
【答案】ACD
【解答】解:由分段函数知,当1<x≤2时,f(x)∈[0,+∞),且单调递减;
当2<x≤3时,f(x)∈(0,1],且单调递增;当3<x<4时,f(x)∈(0,1),且单调递减;
当x≥4时,f(x)∈[0,+∞),且单调递增.f(x)的图象如图所示.
f(x)=a有四个实数根x1,x2,x3,x4,且x1<x2<x3<x4.
由图知,当0<a<1时,f(x)=a有四个实数根,且.
又x3+x4=8,由对数函数的性质知(x1﹣1)(x2﹣1)=x1x2﹣(x1+x2)+1=1,可得.
设,且.由在上单调递增,
可知,所以.
故选:ACD.
题型四 根据复合函数零点求参数
对于复合函数y=f(g(x))的零点个数问题,求解思路如下:
(1)确定内层函数u=g(x)和外层函数y=f(u);
(2)确定外层函数y=f(u)的零点u=ui(i=1,2,3,…,n);
(3)确定直线u=ui(i=1,2,3,…,n)与内层函数u=g(x)图象的交点个数分别为a1,a2,a3,…,an,则函数y=f(g(x))的零点个数为a1+a2+a3+…+an.
【例题精讲】
1.已知函数,若函数y=f(f(x))有6个零点,则实数a的取值范围为( )
A.a>1 B.a<0 C.a<﹣1 D.﹣1<a<0
【答案】D
【解答】解:当a≥0,x≤0时,函数f(x)=﹣x2+2ax,对称轴为x=a≥0,
因此函数f(x)在(﹣∞,0)单调递增,函数图象如下:
令函数f(x)=t,y=f(f(x))=f(t)=0,解得t=0或t=1,
即f(x)=t=0或f(x)=t=1,根据图象f(x)=t=0有2个解,f(x)=t=1有1个解,
因此此时函数y=f(f(x))有3个零点,不符合题意;
当a<0,x≤0时,函数f(x)=﹣x2+2ax,对称轴为x=a<0,
所以f(x)在(a,0)单调递减,在(﹣∞,a)单调递增,函数图像如下:
令函数f(x)=t,y=f(f(x))=f(t)=0,解得t=2a或t=0或t=1,
根据图象,f(x)=t=0有3个解,f(x)=t=2a<0有2个解,
又y=f(f(x))有6个零点,所以f(x)=t=1要有1个解,
即,解得﹣1<a<0.
故选:D.
2.已知函数,若函数g(x)=f(x)﹣|x﹣k|恰有2个零点,则实数k的取值范围是( )
A.[﹣1,e) B.(﹣∞,﹣1]∪[e,+∞)
C.(﹣1,1] D.(﹣∞,﹣1)∪[1,+∞)
【答案】C
【解答】解:由题意知,要使得g(x)=f(x)﹣|x﹣k|恰有2个零点,
即方程g(x)=f(x)﹣|x﹣k|=0有两个实数根,
所以直线y=|x﹣k|与函数y=f(x)的图象有2个交点,
当x>0时,g(x)=|lnx|﹣|x﹣k|,
令g(x)=0,可得|lnx|=|x﹣k|;
当x<0时,g(x)=ex﹣|x﹣k|,
令g(x)=0,可得|x﹣k|=ex.
在同一坐标系下,作出函数y=|lnx|,y=ex和y=|x﹣k|的图象,如图所示:
由函数y=lnx,可得,且当x=1时,y=0,y′|x=1=1,
故函数y=lnx在x=1处的切线方程为y=x﹣1,
又由函数y=﹣lnx,可得,可得x=1时,y=0,y′|x=1=﹣1,
故函数y=﹣lnx在x=1的切线方程为y=﹣x+1,
所以函数y=|lnx|与y=|x﹣1|只有一个公共点(1,0),
结合图象得:当k≤﹣1时,g(x)恰有3个零点;
当﹣1<k≤1时,g(x)恰有2个零点;
当k>1时,g(x)恰有3个零点,
要使得y=g(x)恰有2个零点,则满足﹣1<k≤1,
所以实数k的取值范围为(﹣1,1].
故选:C.
3.若函数则函数y=[f(x)]2﹣5f(x)+6的零点个数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【解答】解:令[f(x)]2﹣5f(x)+6=0,
则有f(x)=2或f(x)=3,
作出函数y=f(x)的图象,如图所示:
因为直线y=2与y=f(x)的图象有3个交点,
直线y=3与y=f(x)的图象有4个交点,
所以原方程有7个解.
故选:C.
二.多选题(共2小题)
(多选)4.已知函数,函数g(x)=f(f(x))﹣m,则下列结论正确的是( )
A.若m=0,则g(x)有1个零点
B.若m=3,则g(x)有6个零点
C.若g(x)有5个零点,则m的取值范围为(0,3)
D.g(x)一定有零点
【答案】BD
【解答】解:令f(x)=4,解得x=1﹣e或2;
令f(x)=3,解得x=0或1或3,
根据函数图象的平移变换,可画出f(x)的简图,
令g(x)=0,因此f(f(x))=m,
令f(x)=t,因此f(t)=m,
如果m>4时,f(t)=m只有1解,且t<1﹣e,此时f(x)=t只有1解,因此g(x)只有1个零点,
如果m=4时,f(t)=4有2解,即t=1﹣e或2,
f(x)=1﹣e有1解;f(x)=2有2解.因此g(x)有3个零点,
如果m∈(3,4)时,f(t)=m有3解t1,t2,t3,t1∈(1﹣e,0),t2∈(1,2),t3∈(2,3),
如果t1∈(1﹣e,0)时,f(x)=t1只有1解;
如果t2∈(1,2)时,f(x)=t2有2解;
如果t3∈(2,3)时,f(x)=t3有2解,因此g(x)有5个零点,
如果m=3时,f(t)=3有3解,即t=0或1或3,
f(x)=0只有1解;
f(x)=1有2解;
f(x)=3有3解.因此g(x)有6个零点,
如果m∈(0,3)时,f(t)=m有2解t4,t5,t4∈(0,1),t5∈(3,4),
如果t4∈(0,1)时,f(x)=t4有2解;
如果t5∈(3,4)时,f(x)=t5有3解.因此g(x)有5个零点,
如果m=0时,f(t)=0只有1解t=4,f(x)=4有2解,因此g(x)有2个零点,
如果m<0时,f(t)=m只有1解,且t>4,此时f(x)=t只有1解,因此g(x)只有1个零点.
故选:BD.
(多选)5.已知函数g(x)=﹣x2+2|x|+3,h(x)=f(g(x))﹣m,则下列结论正确的是( )
A.当m=0时,h(x)有1个零点
B.当0<m<1时,h(x)有4个零点
C.h(x)可能有6个零点
D.当h(x)的零点个数最多时,m的取值范围为(ln3,ln4)
【答案】BCD
【解答】解:A选项:h(x)的零点个数等价于关于x的方程f(g(x))=m的解的个数,令t=g(x),函数f(t),g(x)的图象如图,
如果m<0时,f(g(x))=m无解;如果m=0时,f(t)=0的解为1,则g(x)=1有两个解,故A选项错误;
B选项:如果0<m<1时,设方程f(t)=m的解为t1,t2,易得,1<t2<e,
则g(x)=t1,g(x)=t2均有两个根,因此g(x)=t有4个解,因此f(g(x))=m有4个解,故B选项正确.
C选项:如果m=1时,易得方程f(t)=m的解为0,,e,则g(x)=0,,g(x)=e,均有2个解,因此g(x)=t有6个解,因此f(g(x))=m有6个解,故C选项正确.
D选项:如果m>1时,设方程f(t)=m的解为t3,t4,t5,易得t3<0,,t5>e,
则g(x)=t3,g(x)=t4均有2个解,g(x)=t5最多有4个解,因此f(g(x))=m最多有8个解,
如果g(x)=t5有4个解时,则3<t5<4,因此ln3<m=f(t5)<ln4,
因此如果f(g(x))=m的解最多时,m的取值范围为(ln3,ln4),故D选项正确.
故选:BCD.
课时精练
一.选择题(共8小题)
1.已知函数f(x)=x2﹣log0.3x,则该函数的零点所在区间是( )
A.(0,0.3) B.(0.3,0.5) C.(0.5,1) D.(1,2)
【答案】C
【解答】解:由题意可得函数的定义域为(0,+∞),
又因为y=x2、y=﹣log0.3x在(0,+∞)上单调递增,
所以函数y=f(x)在(0,+∞)上单调递增,
又f(0.3)=0.09﹣1<0,f(0.5)=0.25﹣log0.30.5=log0.3log0.30.5=log0.3log0.30,
f(1)=1﹣log0.31=1>0,
所以函数的零点在(0.5,1).
故选:C.
2.函数f(x)lnx的零点所在的区间为( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
【答案】B
【解答】解:函数的定义域为(0,+∞),而在(0,+∞)为减函数,y=lnx在(0,+∞)为增函数,
∴f(x)lnx在(0,+∞)为减函数,
又,
所以由零点存在性定理可知,函数f(x)在区间(1,2)有零点.
故选:B.
3.若关于x的方程mx2+2x+2=0至少有一个负实根,则实数m的取值范围是( )
A.0<m<2 B. C. D.m≤2
【答案】C
【解答】解:当m=0时,方程为2x+2=0,有一个负根;
当m≠0时,mx2+2x+2=0为一元二次方程,
关于x的方程mx2+2x+2=0至少有一个负根,
设根为x1,x2,
当Δ=4﹣8m=0时,即 时,
方程为,解得x=﹣2,满足题意;
当Δ=4﹣8m>0,即时,且m≠0时,
若有一个负根,则,解得m<0;
若有两个负根,则,解得,
综上所述,则实数m的取值范围是.
故选:C.
4.已知函数f(x)为偶函数,且,若方程f(x)﹣a=0有六个不同的实根,则实数a的取值范围是( )
A.(1,2) B.[1,2]
C.[﹣2,﹣1)∪(1,2] D.(﹣2,﹣1)∪(1,2)
【答案】A
【解答】解:当0≤x<1时,函数f(x)=21﹣x;当1≤x<2时,函数f(x)=2x﹣1,
那么当x≥0时,函数,
令f(x)﹣a=0,那么a=f(x),f(x)﹣a=0有6个不同实根,
即y=a与y=f(x)的图象有6个交点,
在同一坐标系内作出y=a与y=f(x)的图象,
观察图象得当且仅当a∈(1,2)时y=a与y=f(x)的图象有6个交点,
所以实数a的取值范围是(1,2).
故选:A.
5.若函数则函数y=[f(x)]2﹣5f(x)+6的零点个数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【解答】解:令[f(x)]2﹣5f(x)+6=0,
则有f(x)=2或f(x)=3,
作出函数y=f(x)的图象,如图所示:
因为直线y=2与y=f(x)的图象有3个交点,
直线y=3与y=f(x)的图象有4个交点,
所以原方程有7个解.
故选:C.
6.已知f(x)为偶函数,当x≥0时,,若关于x的方程f2(x)﹣(a+8)f(x)+8a=0恰有4个不同的实根,则实数a的取值范围为( )
A.(3,+∞) B.(3,+∞)∪{1}
C.(3,8)∪(8,+∞) D.(3,8)∪(8,+∞)∪{1}
【答案】D
【解答】解:因为f2(x)﹣(a+8)f(x)+8a=0,
所以[f(x)﹣8]•[f(x)﹣a]=0,
解得f(x)=8或f(x)=a,
当0≤x<1时,3﹣2x∈(1,3],
此时方程f(x)=8无解;
当x≥1时,令f(x)=1+lnx=8,
即lnx=7,解得x=e7,
因为f(x)为偶函数,所以f(x)=8有两解,分别为e7和﹣e7.
又方程f2(x)﹣(a+8)f(x)+8a=0恰有4 个不同的实根,
所以f(x)=a也有两个不同于e7和﹣e7的两根.
作出函数f(x)的草图如下:
要使f(x)=a有两个不同于e7和﹣e7的两根,则a=1或a>3且a≠8.
所以实数a的取值范围为(3,8)∪(8,+∞)∪{1}.
故选:D.
7.设函数g(x),则方程的实数根的个数可能为( )
A.1 B.3 C.1或3 D.3或5
【答案】B
【解答】解:因为g(x),x∈R,
所以g'(x),
所以当x∈(﹣∞,﹣2)时,g'(x)<0,g(x)单调递减;
当x∈(﹣2,1)时,g'(x)>0,g(x)单调递增;
当x∈(1,+∞)时,g'(x)<0,g(x)单调递减;
所以g(x)极小值=g(﹣2)=﹣e2,g(x)极大值=g(1),
令g(x)=0,得x或x,
所以当x时,g(x)>0;
当x时,g(x)<0;
当x时,g(x)>0;
令g(x)=t,
则方程即为t2+mt﹣5e=0,
又因为Δ=m2+20e>0,
所以此方程必有两个不等实根t1,t2(t1<t2),
则有t1+t2=﹣m,t1t2=﹣5e<0,
所以t1,t2异号,
所以t1<0,t2>0,
当t1<﹣e2时,g(x)=t1无解;
此时t2,
所以g(x)=t2有3个解,
所以原方程有3个解;
当t1=﹣e2时,g(x)=t1有1个解,
此时t2,
所以g(x)=t2有2个解;
所以原方程有3个解;
当﹣e2<t1<0时,g(x)=t1有2个解,
此时t2,
所以g(x)=t2有1个解,
所以原方程有3个解;
综上,方程的实数根的个数为3.
故选:B.
8.已知函数g(x)=x﹣3,方程f(g(x))=﹣3﹣g(x)有两个不同的根,分别是x1,x2,则x1+x2=( )
A.0 B.3 C.6 D.9
【答案】B
【解答】解:由题意得:g(x)=x﹣3为R上的增函数,且g(3)=0,
当x≤3时,g(x)≤0,f(g(x))=ex﹣3,
当x>3时,g(x)>0,f(g(x))=ln(x﹣3),
方程f(g(x))=﹣3﹣g(x)=﹣x有两个不同的根,
等价于函数y=f(g(x))与y=﹣x的图象有两个交点,
作出函数f(g(x))与y=﹣x的图象如下图所示:
由图可知y=ex﹣3与y=ln(x﹣3)图象关于y=x﹣3对称,
则A,B两点关于y=x﹣3对称,中点C在y=x﹣3图象上,
由,解得:.
所以.
故选:B.
二.多选题(共3小题)
(多选)9.已知函数若关于x的方程f(x)=m有3个实数解x1,x2,x3(x1<x2<x3),则( )
A.x1+x2<0
B.1<x1+x2+x3<2
C.
D.关于x的方程f(x)=f(m)恰有3个实数解
【答案】ABD
【解答】解:由题意作出y=f(x)的图象:
要使f(x)=m有3个实数解,只需0<m<1,且﹣1<x1<0,x2+x3=2,
对于A,作出x<0时,f(x)的部分图象关于y轴对称的图象,可知交点在x2与x=1之间,
则﹣x1>x2>0,所以﹣1<x1+x2<0,A对;
对于B,据图可知﹣1<x1<0,x2+x3=2,所以1<x1+x2+x3<2,B对;
当m→0时,x1→0,x2x3→0,即x1x2x3<0,故C错;
因为0<m<1,所以f(m)∈(0,1),所以关于x的方程f(x)=f(m)有三个实数根,D对.
故选:ABD.
(多选)10.若函数,则下列说法正确的是( )
A.值域为R
B.单调递增区间是[﹣1,0]和(0,1]
C.f(x)有两个零点
D.方程有5个实根
【答案】BD
【解答】解:因为,
所以当x≤0时,f(x)=x2+2x+1=(x+1)2,
此时函数f(x)在(﹣∞,﹣1)上单调递减,在[﹣1,0]上单调递增,
当x>0时,,则,
令f′(x)>0,得0<x<1,令f′(x)<0,得x>1,
所以函数f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
且x→0时,f(x)→0,x>0时,f(x)>0,
作出函数f(x)的图象,如下:
由图可知,函数f(x)的值域为[0,+∞),
函数f(x)的单调递增区间是[﹣1,0]和(0,1],
f(x)只有一个零点﹣1,故A错误,B正确,C错误;
对于D,由,令f(x)=t,t∈[0,+∞),则,
由图可知,函数f(x)和在[0,+∞)上有2个交点,
则t有两个值,且t1∈(0,1)和t2∈(1,+∞),
当t1∈(0,1)时,函数f(x)和y=t1在R上有4个交点,
当t2∈(1,+∞)时,函数f(x)和y=t2在R上有1个交点,
所以方程有5个实根,故D正确.
故选:BD.
(多选)11.已知函数则下列说法正确的是( )
A.当m<﹣2,n<﹣2时,f(m+n)=f(m)+f(n)+8
B.对于∀x1∈(0,2)∀x2∈(﹣2,0),|f(x1)﹣f(x2)|≤2
C.若方程f(x)﹣a=0有4个不相等的实根x1,x2,x3,x4,则x1+x2+x3+x4的范围为
D.方程f[f(x)]=2有6个不相等的实根
【答案】ACD
【解答】解:依题意有.
对于A,当m<﹣2,n<﹣2时,m+n<﹣4,
则f(m+n)=﹣4(m+n)﹣8,f(m)+f(n)+8=﹣4m﹣8﹣4n﹣8+8=﹣4(m+n)﹣8,
所以f(m+n)=f(m)+f(n)+8,故A正确;
对于B,当x∈(0,2)时,f(x)=﹣2(x﹣1)2+2,
所以对∀x1∈(0,2),则0<f(x1)≤2,
当x∈(﹣2,0)时,f(x)=2x+4,所以对∀x2∈(﹣2,0),0<f(x2)<4,
所以﹣4<﹣f(x2)<0,所以﹣4<f(x1)﹣f(x2)<2,故B错;
对于C,依题意作出f(x)的图象,如图所示,
若方程f(x)﹣a=0有4个不相等的实根x1,x2,x3,x4,
即函数f(x)的图象与直线y=a有四个交点,由图象可知0<a<2,
不妨设x1<x2<x3<x4,由f(x1)=a得﹣4x1﹣8=a,则,
由f(x2)=a得2x2+4=a,则,
由二次函数图象的对称性可知,x3,x4关于直线x=1对称,所以x3+x4=2,
所以,
因为0<a<2,所以,
即x1+x2+x3+x4的范围为,故C正确;
对于D,方程f[f(x)]=2中,令f(x)=t,则方程化为f(t)=2,
由图象可得,若t<﹣2,则﹣4t﹣8=2,解得,则方程有一个根,
若﹣2≤t<0,则2t+4=2,解得t=﹣1,则方程f(x)=﹣1有一个根,
若t≥0,则﹣2t2+4t=2,解得t=1,则方程f(x)=1有四个根,
综上所述,方程f[f(x)]=2有6个不相等的实根,故D正确.
故选:ACD.
三.填空题(共3小题)
12.已知g(x)=2x﹣2+1,若|g(x+2)﹣3|=6b有两个不相等的实根,则b的取值范围是 .
【答案】.
【解答】解:根据题知,|g(x+2)﹣3|=|2x﹣2|=6b,
对于y=|2x﹣2|的图像如下,
那么要使|g(x+2)﹣3|=6b有两个不相等的实根,
那么可得0<6b<2,因此,所以b∈.
故答案为:.
13.已知函数,若存在实数a,b,c满足a<b<c,且f(a)=f(b)=f(c),则(a+b)c的取值范围是 (﹣4,﹣2log23] .
【答案】(﹣4,﹣2log23].
【解答】解:如图,画出函数f(x)的图象,
因为当x≤0,y=﹣x2﹣2x+1图象的开口向下,对称轴为x=﹣1,
又因为存在a<b,f(a)=f(b),则a+b=﹣2,
令2x﹣2=1,得x=log23,令2x﹣2=2,得x=2,
如图可知,log23≤c<2,
所以(a+b)c=﹣2c∈(﹣4,﹣2log23].
故答案为:(﹣4,﹣2log23].
14.已知函数若关于x的函数y=f2(x)﹣bf(x)+3有8个不同的零点,则实数b的取值范围为 .
【答案】.
【解答】解:如图,作出函数的图象,
易知f(0)=4,
当0<a≤4时,此时f(x)=a有4个不同的实数根,
当a>4或a=0时,此时f(x)=a有3个不同的实数根,
当﹣5<a<0时,此时f(x)=a有2个不同的实数根,
当a=﹣5时,此时f(x)=a有1个不同的实数根,
当a<﹣5时,此时f(x)=a没有实数根,
因此只有在0<a≤4时直线y=a与y=f(x)的图象有4个交点,
所以要满足关于x的函数y=f2(x)﹣bf(x)+3有8个不同的零点,
令f(x)=t,则方程t2﹣bt+3=0在(0,4]上有两个不等实根,
则有,解得,
所以实数b的取值范围为.
故答案为:.
四.解答题(共5小题)
15.已知函数f(x)=x2﹣2|x2﹣x|﹣m.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)讨论f(x)零点的个数;
(3)若f(x)有4个零点x1,x2,x3,x4,判断x1+x2+x3+x4是否为定值,并说明你的理由.
【答案】(1)单调递增区间为:(﹣∞,0],;单调递减区间为:,[1,+∞).
(2)①当m>1时,f(x)无零点;
②当m=1时,f(x)有1个零点;
③当或0<m<1时,f(x)有2个零点;
④当或m=0时,f(x)有3个零点;
⑤当时,f(x)有4个零点.
(3),理由如下,
由(2)知,当时,f(x)有4个零点x1,x2,x3,x4,不妨设x1<x2<x3<x4,
由二次函数的对称性可知
所以.
【解答】解:(1)①当x2﹣x<0即0<x<1时,f(x)=x2﹣2(﹣x2+x)﹣m=3x2﹣2x﹣m,二次函数开口向上,对称轴为,
f(x)在区间上单调递减,在区间上单调递增;
②当x2﹣x≥0即x≤0或x≥1时,f(x)=x2﹣2(x2﹣x)﹣m=﹣x2+2x﹣m,二次函数开口向下,对称轴为x=1,
f(x)在区间(﹣∞,0]上单调递增,在区间[1,+∞)上单调递减.
所以f(x)的单调递减区间为:,[1,+∞);单调递增区间为:(﹣∞,0],.
(2)根据第一问知函数,
,
①当﹣m<0<1﹣m即0<m<1时,f(x)有2个零点;
②当﹣m=0即m=0时,f(x)有3个零点;
③当1﹣m<0即m>1时,f(x)无零点;
④当1﹣m=0即m=1时,f(x)有1个零点;
⑤当即时,f(x)有4个零点;
⑥当即时,f(x)有3个零点;
⑦当即时,f(x)有2个零点;
综上所述:①当m>1时,f(x)无零点;
②当m=1时,f(x)有1个零点;
③当或0<m<1时,f(x)有2个零点;
④当或m=0时,f(x)有3个零点;
⑤当时,f(x)有4个零点.
(3)是定值,理由如下,
由(2)知,当时,f(x)有4个零点x1,x2,x3,x4,不妨设x1<x2<x3<x4,
由二次函数的对称性可知
所以.
16.已知函数f(x)=2x2+mx+n的图象过点(0,﹣1),且满足f(﹣1)=f(2).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)设函数f(x)在[a,a+2]上的最小值为h(a),求h(a);
(3)若x0满足f(x0)=x0,则称x0为函数y=f(x)的不动点.函数g(x)=f(x)﹣tx+t有两个不相等的不动点x1,x2,且x1>0,x2>0,
①求实数t的取值范围;②求的最小值.
【答案】(1)f(x)=2x2﹣2x﹣1.
(2).
(3)①t>1;
②最小值为6.
【解答】解:(1)因为函数f(x)=2x2+mx+n的图象过点(0,﹣1),且f(﹣1)=f(2),
所以,所以n=﹣1,m=﹣2,
所以函数f(x)=2x2﹣2x﹣1.
(2)函数的对称轴为,
当时,所以,函数f(x)在[a,a+2]单调递减,
所以;
当时,函数f(x)在[a,a+2]单调递增,所以;
当时,即,所以,
所以.
(3)①:根据已知得函数g(x)=f(x)﹣tx+t=x⇒2x2﹣2x﹣1﹣tx+t=x,
所以2x2﹣(3+t)x+t﹣1=0有两个不相等的正实数根,
所以,解得t>1,
②:因为根据韦达定理可得,
所以,
结合①所得t>1,所以t﹣1>0,
所以,当且仅当t=5时取等号,
所以,所以最小值为6.
17.已知a>0且a≠1,函数,.
(1)方程f(x)=0的两根为x1和x2,且x1•x2=3,求a的值;
(2)当a=2时,对任意的x1∈[1,8],都存在x2∈[0,+∞),使得f(x1)=g(x2),求m的取值范围.
【答案】(1);
(2)m∈[﹣1,).
【解答】解:(1)令,解得logax=1或logax=2,
解得x1=a,,则a•a2=a3=3,所以;
(2)当a=2时,函数,
因x∈[1,8],那么log2x∈[0,3],函数,
又因为在x∈[0,+∞)上单调递减,那么函数g(x)∈(m,m+3],
根据任意的x1∈[1,8],都存在x2∈[0,+∞),使得f(x1)=g(x2),
那么函数f(x)在[1,8]上的值域是g(x)在[0,+∞)上值域的子集,
因此,即m∈[﹣1,).
18.已知函数y=ax2﹣(a+2)x+2,a∈R.
(1)y<3﹣2x对任意x∈R恒成立,求实数a的取值范围;
(2)求不等式y≥0的解集;
(3)若存在m>0使关于x的方程有四个不同的实根,求实数a的取值范围.
【答案】(1){a|﹣4<a≤0}.
(2)当0<a<2时,不等式的解集为;
当a=2时,不等式的解集为R;
当a>2时,不等式的解集为;
当a<0时,不等式的解集为;
当a=0时,不等式的解集为{x|x≤1}.
(3).
【解答】解:(1)根据题有ax2﹣(a+2)x+2<3﹣2x恒成立,即ax2﹣ax﹣1<0恒成立,
当a=0时,﹣1<0恒成立,符合题意;
当a≠0时,那么,得,
得﹣4<a<0.
综上可得,a∈{a|﹣4<a≤0}.
(2)根据题ax2﹣(a+2)x+2≥0,即(ax﹣2)(x﹣1)≥0,
当a=0,﹣2x+2≥0⇒x≤1,因此不等式的解集为{x|x≤1};
当a>0,,或x=1;
当0<a<2时,,不等式的解集为;
当a=2时,不等式的解集为R,
当a>2时,,不等式的解集为;
当a<0,则,不等式的解集为.
综上可得:当0<a<2时,不等式的解集为;
当a=2时,不等式的解集为R;
当a>2时,不等式的解集为;
当a<0时,不等式的解集为;
当a=0时,不等式的解集为{x|x≤1}.
(3)当m>0时,令,
当且仅当m=1时取等号,
方程a|x|2﹣(a+2)|x|+2﹣t=0有四个不等实根,
令u=|x|,那么转化为存在t≥3使得关于u的方程,
即au2﹣(a+2)u+2﹣t=0有两个不同正根,
那么,那么可得a<﹣2,
根据根的判别式Δ>0知,存在t≥3使4at+(a+2)2﹣8a>0成立,
把t看成主元代入t=3,因此4a×3+(a+2)2﹣8a>0,即a2+8a+4>0,
解得或,综合可得.
因此a∈.
19.已知函数.
(1)若a=2,求函数f(x)在(1,f(1))处的切线方程;
(2)若函数f(x)有三个零点,求a的取值范围.
【答案】(1)y=﹣x+1;
(2).
【解答】解:(1)若a=2,则f(x)=ex﹣1﹣x2,所以f(1)=0,
f′(x)=ex﹣1﹣2x,则f′(1)=﹣1,
故函数f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y﹣0=﹣(x﹣1),即y=﹣x+1;
(2)因为f(0)=e﹣1≠0,即x=0不是函数的零点,所以,
令,则,
令g′(x)>0,即,解得x>2或x<0,
令g′(x)<0,即,解得0<x<2,
所以g(x)在(﹣∞,0)和(2,+∞)上单调递增,在(0,2)上单调递减,
且当x→﹣∞时,g(x)→0,当x→0时,g(x)→+∞,,当x→+∞时,g(x)→+∞,
由此可作出函数y=g(x)的图象,如图所示,
因为函数f(x)有三个零点,结合图象可知,a的取值范围为.
第7页(共7页)
学科网(北京)股份有限公司
$