内容正文:
高中数学函数类特色专项训练
专题62.型图象交点个数判定(情况)【拔高】(全国通用)(解析版)
一、专题知识目录
1. 核心概念与定义(跨章节整合)
2. 性质辨析与易错点(综合多类函数)
3. 题型分类与例题精析(细分题型+综合考法)
4. 举一反三强化训练(每题对应一类综合考向)
5. 专题分层测试卷(基础/中等/拔高三层)
二、核心概念与定义
1.1 基础概念(跨章节整合)
1. 【概念1】方程的图象交点意义
· 定义表述:方程()的实数解个数,等价于函数与函数图象的交点个数;两个函数的图象特征差异是判定交点个数的核心依据。
· 数学符号/表达式:设(),(),则方程的解的个数 函数与图象的交点个数。
· 关键特征:时,是上的增函数且过原点,斜率为;是上的增函数且过定点,图象在第一象限,增长速度远慢于。
· 跨章节关联:需结合导数求切线斜率、函数单调性与最值分析,是一次函数与对数函数的图象与性质的综合应用。
2. 【概念2】临界切线条件
· 定义表述:当直线()与对数函数()的图象相切时,对应的值为临界值,此时方程有且仅有一个实数解,该临界值是判定交点个数的分界点。
· 数学符号/表达式:设切点为,则满足,解得临界值(为自然对数底数)。
· 关键特征:临界值,当时无交点,当时一个交点,当时两个交点。
· 跨章节关联:与导数的几何意义(切线斜率)、方程联立求解紧密相关。
1.2 性质辨析与易错点(综合辨析)
性质/结论
正确表述
常见易错点
跨函数辨析举例
交点个数的分界依据
时,方程的交点个数由与临界值的大小关系决定
误认为越大交点个数越多,忽略对数函数增长缓慢的特性
分析的交点个数时,错误认为有两个交点,实际无交点
切线斜率的计算逻辑
函数的导数为,切点处的切线斜率等于直线的斜率
求导时遗漏对数函数的导数公式系数,错误写成
求在处的切线斜率时,错误得出斜率为,实际为
定义域的限制作用
方程的解必满足,分析时只需考虑
忽略的限制,在全体实数域内分析两个函数的交点
分析时,错误讨论的情况,得出有负根的结论
三、题型分类与例题精析
题型1:判定具体值对应的交点个数
题型特征:已知的具体数值,判定方程的实数解个数(即两函数图象的交点个数)。
解题步骤:
1. 计算临界值。
2. 比较已知值与临界值的大小关系。
3. 根据结论判定交点个数:时个;时个;时个。
例题1 判定方程的实数解个数。
解析:
1. 已知,临界值。
2. 比较大小:。
3. 根据结论,当时,函数与的图象无交点,因此方程无实数解。
答案:个
举一反三1-1 判定方程的实数解个数。
解析:
1. 已知,临界值。
2. 比较大小:。
3. 根据结论,当时,两函数图象有个交点,因此方程有个实数解。
答案:个
举一反三1-2 判定方程的实数解个数。
解析:
1. 已知,恰好为临界值。
2. 根据结论,当时,直线与对数函数的图象相切,有个交点。
3. 因此方程有个实数解。
答案:个
举一反三1-3 判定方程的实数解个数。
解析:
1. 已知,临界值。
2. 比较大小:。
3. 根据结论,两函数图象无交点,方程无实数解。
答案:个
题型2:已知交点个数,求参数的取值范围
题型特征:已知方程()的实数解个数,反求参数的取值范围。
解题步骤:
1. 明确交点个数对应的与临界值的关系:个;个;个。
2. 结合已知交点个数,直接写出的取值范围。
3. 验证边界值是否符合题意。
例题2 已知方程()无实数解,求实数的取值范围。
解析:
1. 方程无实数解等价于两函数图象无交点,对应条件为。
2. 已知,因此取值范围为。
3. 验证:当时方程有个解,符合边界不包含的要求。
答案:
举一反三2-1 已知方程()有两个不同的实数解,求实数的取值范围。
解析:
1. 方程有两个不同实数解等价于两函数图象有个交点,对应条件为。
2. 因此实数的取值范围为。
答案:
举一反三2-2 已知方程()有且仅有一个实数解,求实数的值。
解析:
1. 方程有且仅有一个实数解等价于两函数图象相切,对应条件为。
2. 因此实数的值为。
答案:
举一反三2-3 已知方程()至少有一个实数解,求实数的取值范围。
解析:
1. 方程至少有一个实数解等价于交点个数为或,对应条件为。
2. 因此实数的取值范围为。
答案:
题型3:结合函数单调性与导数,证明交点个数结论
题型特征:利用导数分析函数单调性与最值,证明时方程的交点个数结论。
解题步骤:
1. 构造辅助函数(,),将交点个数转化为的零点个数。
2. 求导,分析的单调性与极值点。
3. 计算极小值(为极值点),根据极小值的正负判定零点个数。
例题3 设,(),证明:当时,无零点。
解析:
1. 求导:,令,解得。
2. 分析单调性:当时,,单调递减;当时,,单调递增;因此在处取得极小值(也是最小值)。
3. 计算极小值:
当时,,代入得;
当时,的最小值,因此无零点。
答案:证明见解析
举一反三3-1 证明:当时,函数有且仅有一个零点。
解析:
1. 由例题3可知,在处取得最小值。
2. 当时,,,代入得? 修正:代入计算得。
3. 因此的最小值为,当且仅当时,即有且仅有一个零点。
答案:证明见解析
举一反三3-2 证明:当时,函数有两个不同的零点。
解析:
1. 在处取得最小值,当时,。
2. 分析端点趋势:当时,,,因此;当时,,且增长更快,因此。
3. 根据零点存在定理,在和上各有一个零点,即有两个不同的零点。
答案:证明见解析
举一反三3-3 求函数()的最小值,并判定其零点个数。
解析:
1. 求导:,令,解得。
2. 计算最小值:,因为,所以。
3. 最小值大于,因此无零点。
答案:最小值为,零点个数为个
四、专题分层测试卷
(一)基础达标卷(5题)
1. 单选题 方程的实数解个数为()
A. B. C. D. 无数个
解析:
,对应交点个数为个。
答案:
2. 多选题 已知,方程有实数解的条件可能是()
A. B. C. D.
解析:
方程有实数解的条件是,选项中和符合。
答案:
3. 填空题 已知方程()有且仅有一个实数解,则______
解析:
有且仅有一个实数解的条件是。
答案:
4. 解答题
(1) 判定方程的实数解个数(已知)
解析:
,对应交点个数为个。
答案:个
(2) 已知方程()无实数解,求的取值范围
解析:
无实数解的条件是。
答案:
(二)能力提升卷(5题)
1. 单选题 设,若函数与的图象相切,则的值为()
A. B. C. D.
解析:
两函数图象相切的临界值为。
答案:
2. 多选题 关于函数(,),下列说法正确的有()
A. 在定义域内有唯一的极值点
B. 的极小值点为
C. 当时,的最小值大于
D. 当时,有两个零点
解析:
求导后可知有唯一极值点,且为极小值点;结合临界值结论,C、D正确。
答案:
3. 填空题 函数的零点个数为______
解析:
,对应零点个数为个。
答案:
4. 解答题
(1) 已知方程()有两个不同的实数解,求的取值范围
解析:
有两个不同实数解的条件是。
答案:
(2) 求函数在切点处的切线方程(已知切线斜率为)
解析:
设切点为,,解得,;切线方程为。
答案:
(三)拔尖拓展卷(5题)
1. 单选题 已知,且方程有两个不同的实数解(),则下列关系成立的是()
A. B. C. D. 无确定关系
解析:
是的极小值点,两个零点分别在极小值点两侧,因此。
答案:
2. 多选题 已知,则关于函数和的说法正确的有()
A. 两函数图象相切于点
B. 切线方程为
C. 的增长速度始终快于
D. 方程有唯一解
解析:
代入临界值计算可知切点为,切线方程为,方程有唯一解;时增长速度快于。
答案:
3. 填空题 若方程()的实数解个数为,则函数的最小值为______
解析:
实数解个数为时,的最小值为。
答案:
4. 解答题
(1) 证明:当时,函数在上有两个不同的零点
解析:
①求导得,极值点;②在递减,递增,最小值;③时,时;④由零点存在定理得证。
答案:证明见解析
(2) 已知,函数,,若对任意,都有,求的取值范围
解析:
对任意,等价于恒成立,即的最小值大于,对应条件为。
答案:
(
1
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高中数学函数类特色专项训练
专题62.型图象交点个数判定(情况)【拔高】(全国通用)(原卷版)
一、专题知识目录
1. 核心概念与定义(跨章节整合)
2. 性质辨析与易错点(综合多类函数)
3. 题型分类与例题精析(细分题型+综合考法)
4. 举一反三强化训练(每题对应一类综合考向)
5. 专题分层测试卷(基础/中等/拔高三层)
二、核心概念与定义
1.1 基础概念(跨章节整合)
1. 【概念1】方程的图象交点意义
· 定义表述:方程()的实数解个数,等价于函数与函数图象的交点个数;两个函数的图象特征差异是判定交点个数的核心依据。
· 数学符号/表达式:设(),(),则方程的解的个数 函数与图象的交点个数。
· 关键特征:时,是上的增函数且过原点,斜率为;是上的增函数且过定点,图象在第一象限,增长速度远慢于。
· 跨章节关联:需结合导数求切线斜率、函数单调性与最值分析,是一次函数与对数函数的图象与性质的综合应用。
2. 【概念2】临界切线条件
· 定义表述:当直线()与对数函数()的图象相切时,对应的值为临界值,此时方程有且仅有一个实数解,该临界值是判定交点个数的分界点。
· 数学符号/表达式:设切点为,则满足,解得临界值(为自然对数底数)。
· 关键特征:临界值,当时无交点,当时一个交点,当时两个交点。
· 跨章节关联:与导数的几何意义(切线斜率)、方程联立求解紧密相关。
1.2 性质辨析与易错点(综合辨析)
性质/结论
正确表述
常见易错点
跨函数辨析举例
交点个数的分界依据
时,方程的交点个数由与临界值的大小关系决定
误认为越大交点个数越多,忽略对数函数增长缓慢的特性
分析的交点个数时,错误认为有两个交点,实际无交点
切线斜率的计算逻辑
函数的导数为,切点处的切线斜率等于直线的斜率
求导时遗漏对数函数的导数公式系数,错误写成
求在处的切线斜率时,错误得出斜率为,实际为
定义域的限制作用
方程的解必满足,分析时只需考虑
忽略的限制,在全体实数域内分析两个函数的交点
分析时,错误讨论的情况,得出有负根的结论
三、题型分类与例题精析
题型1:判定具体值对应的交点个数
题型特征:已知的具体数值,判定方程的实数解个数(即两函数图象的交点个数)。
解题步骤:
1. 计算临界值。
2. 比较已知值与临界值的大小关系。
3. 根据结论判定交点个数:时个;时个;时个。
例题1 判定方程的实数解个数。
举一反三1-1 判定方程的实数解个数。
举一反三1-2 判定方程的实数解个数。
举一反三1-3 判定方程的实数解个数。
题型2:已知交点个数,求参数的取值范围
题型特征:已知方程()的实数解个数,反求参数的取值范围。
解题步骤:
1. 明确交点个数对应的与临界值的关系:个;个;个。
2. 结合已知交点个数,直接写出的取值范围。
3. 验证边界值是否符合题意。
例题2 已知方程()无实数解,求实数的取值范围。
举一反三2-1 已知方程()有两个不同的实数解,求实数的取值范围。
举一反三2-2 已知方程()有且仅有一个实数解,求实数的值。
举一反三2-3 已知方程()至少有一个实数解,求实数的取值范围。
题型3:结合函数单调性与导数,证明交点个数结论
题型特征:利用导数分析函数单调性与最值,证明时方程的交点个数结论。
解题步骤:
1. 构造辅助函数(,),将交点个数转化为的零点个数。
2. 求导,分析的单调性与极值点。
3. 计算极小值(为极值点),根据极小值的正负判定零点个数。
例题3 设,(),证明:当时,无零点。
举一反三3-1 证明:当时,函数有且仅有一个零点。
举一反三3-2 证明:当时,函数有两个不同的零点。
举一反三3-3 求函数()的最小值,并判定其零点个数。
四、专题分层测试卷
(一)基础达标卷(5题)
1. 单选题 方程的实数解个数为()
A. B. C. D. 无数个
2. 多选题 已知,方程有实数解的条件可能是()
A. B. C. D.
3. 填空题 已知方程()有且仅有一个实数解,则______
4. 解答题
(1) 判定方程的实数解个数(已知)
(2) 已知方程()无实数解,求的取值范围
(二)能力提升卷(5题)
1. 单选题 设,若函数与的图象相切,则的值为()
A. B. C. D.
2. 多选题 关于函数(,),下列说法正确的有()
A. 在定义域内有唯一的极值点
B. 的极小值点为
C. 当时,的最小值大于
D. 当时,有两个零点
3. 填空题 函数的零点个数为______
4. 解答题
(1) 已知方程()有两个不同的实数解,求的取值范围
(2) 求函数在切点处的切线方程(已知切线斜率为)
(三)拔尖拓展卷(5题)
1. 单选题 已知,且方程有两个不同的实数解(),则下列关系成立的是()
A. B. C. D. 无确定关系
2. 多选题 已知,则关于函数和的说法正确的有()
A. 两函数图象相切于点
B. 切线方程为
C. 的增长速度始终快于
D. 方程有唯一解
3. 填空题 若方程()的实数解个数为,则函数的最小值为______
4. 解答题
(1) 证明:当时,函数在上有两个不同的零点
(2) 已知,函数,,若对任意,都有,求的取值范围
(
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