§3.8 函数的图像及其应用·专项训练-2027届高考数学一轮复习
2026-07-21
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摘要:
**基本信息**
以函数图像为核心,构建从作图到综合应用的递进式训练体系,强化几何直观与逻辑推理的核心素养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|作函数图像|3题|含绝对值、分式等函数作图|从基本作图技能切入,夯实图像生成基础|
|图像识别|4题|由图像反推解析式及参数|培养从图像提取性质的直观判断能力|
|实际应用|4题|运动轨迹、速度变化等情境|建立数学模型,体现应用意识|
|图像变换|3题|平移、伸缩等变换规律|掌握图像间的转化关系,深化变换逻辑|
|研究函数性质|4题|奇偶性、单调性等综合判断|以图像为工具,揭示函数内在性质|
|处理零点问题|5题|零点个数、参数范围等|将代数问题转化为图像交点问题|
|研究不等式解集|3题|含分段、奇偶函数不等式|利用图像直观求解,强化数形结合|
|求参数取值范围|4题|恒成立、交点问题等|综合图像特征与代数推理,提升综合应用|
内容正文:
§3.8 函数的图像及其应用·专项训练
目录
题型1:作函数图像 2
题型2:函数图像的识别 2
题型3:函数图像的实际应用 4
题型4:函数图像的变换 6
题型5:利用图像研究函数的性质 7
题型6:利用图像处理函数零点问题 7
题型7:利用图像研究不等式的解集 8
题型8:利用图像求参数取值范围 9
题型1:作函数图像
【例1.1.】 作出下列函数的图象.
(1)y=;(2)y=|log2(x+1)|;(3)y=.
【例1.2.】 作出下列函数的图象
(1);
(2);
【例1.3.】 作出下列各函数的图象:
(1);
(2).
题型2:函数图像的识别
【例2.1.】
函数的部分图象为( )
A. B.
C. D.
【例2.2.】
已知函数的部分图象如图,则的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
【例2.3.】
已知函数的部分图象如下图所示,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【例2.4.】
函数的图象如图所示,则下列结论一定成立的是( )
A. B.
C. D.
题型3:函数图像的实际应用
【例3.1.】
小李在如图所示的跑道(其中左、右两边分别是两个半圆)上匀速跑步,他从点处出发,沿箭头方向经过点、、返回到点,共用时秒,他的同桌小陈在固定点位置观察小李跑步的过程,设小李跑步的时间为(单位:秒),他与同桌小陈间的距离为(单位:米),若,则的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【例3.2.】
如图为某无人机飞行时,从某时刻开始15分钟内的速度(单位:米/分钟)与时间(单位:分钟)的关系.若定义“速度差函数”为无人机在时间段内的最大速度与最小速度的差,则的图像为( )
A. B.
C. D.
【例3.3.】 如图,正△ABC的边长为2,点D为边AB的中点,点P沿着边AC,CB运动到点B,记∠ADP=x.函数f(x)=|PB|2﹣|PA|2,则y=f(x)的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【例3.4.】 所给4个图象中,与下列所给3件事吻合最好的顺序为( )
(1)我离开家不久,发现自己把作业本忘在家里了,于是返回家里找到了作业本再上学;
(2)我骑着车离开家后一路匀速行驶,只是在途中遇到一次交通堵塞,耽搁了一些时间;
(3)我从家出发后,心情轻松,一路缓缓加速行进.
A.①②④ B.②③④
C.①③④ D.④①②
题型4:函数图像的变换
【例4.1.】
把函数的图象向右平移2个单位长度,再把所得图象上所有点的纵坐标变为原来的倍,得到图象,若此时图象恰与重合,则的值为( )
A.4 B.2 C. D.
【例4.2.】
函数的图象可以由函数的图象经过以下变换得到( )
A.图象上的点纵坐标不变,横坐标伸长为原来的4倍
B.图象上的点横坐标不变,纵坐标变为原来的倍
C.函数的图象向右平移2个单位
D.函数的图象向左平移2个单位
【例4.3.】
下列两个函数和,的图象不可以由的图象经过平移得到的是( )
A., B.,
C., D.,
题型5:利用图像研究函数的性质
【例5.1.】
已知函数则图象上关于原点对称的点有( )
A.1对 B.2对 C.3对 D.4对
【例5.2.】
已知函数,,对,用表示,中的最小者,记为,则的最大值为_____.
【例5.3.】
(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.是偶函数,递增区间是 B.是偶函数,递减区间是
C.是奇函数,递减区间是 D.是奇函数,递增区间是
【例5.4.】
(多选)已知是定义域为的奇函数,当时,,则下列叙述正确的有( )
A.
B.当时,有
C.当时,的最小值为4,则
D.若关于的方程有实数根,则所有实数根之和为零
题型6:利用图像处理函数零点问题
【例6.1.】
(多选)已知,函数,则下列结论中正确的是( )
A.存在,使得无零点
B.对任意至少有一个零点
C.存在,使得有两个零点
D.存在,使得的图象关于对称
【例6.2.】
函数的函数值表示不小于x的最小的整数,例如,则函数的零点的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.无数个
【例6.3.】
定义在上的三个函数,若,则的大小关系不可能是( )
A. B.
C. D.
【例6.4.】
若函数有3个零点,则实数的取值范围为__________.
【例6.5.】
已知函数若有个不同的实数根,则的范围为( )
A. B. C. D.
题型7:利用图像研究不等式的解集
【例7.1.】
已知函数那么不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【例7.2.】
已知是定义在上的偶函数,当时,的图象如图所示,则不等式的解集为________.
【例7.3.】
定义在上的奇函数的导函数为,当时,,且,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
题型8:利用图像求参数取值范围
【例8.1.】
已知函数若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例8.2.】
设函数的定义域为,满足,且当时,.若对任意,都有成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【例8.3.】
若对,函数的函数值都不超过函数的函数值.则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例8.4.】
已知函数的定义域为,当时,,且对任意的都满足.若函数与的图象恰有两个交点,则实数的取值范围是____________.
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§3.8 函数的图像及其应用·专项训练
目录
题型1:作函数图像 2
题型2:函数图像的识别 4
题型3:函数图像的实际应用 7
题型4:函数图像的变换 11
题型5:利用图像研究函数的性质 13
题型6:利用图像处理函数零点问题 17
题型7:利用图像研究不等式的解集 22
题型8:利用图像求参数取值范围 24
题型1:作函数图像
【例1.1.】 作出下列函数的图象.
(1)y=;(2)y=|log2(x+1)|;(3)y=.
【答案】(1)答案见解析;(2)答案见解析;(3)答案见解析.
【难度】0.85
【知识点】函数图象的变换
【分析】(1)利用基本函数y=的图象,结合图象变换,即可得出结论.
(2)利用基本函数y=log2x的图象,结合图象变换,即可得出结论.
(3)将函数变形为y=+2,作出y=的图象,结合图象变换,即可得出结论.
【详解】(1)作出y=的图象,保留y=图象中x≥0部分,加上y=的图象中x>0部分关于y轴的对称部分,即得y=的图象(图1)
(2)作出y=log2x的图象,将此图象向左平移1个单位,得到y=log2(x+1)的图象,再保留其y≥0部分,加上其y<0的部分关于x轴的对称部分,即得y=|log2(x+1)|的图象(图2).
(3)由y=得y=+2.
作出y=的图象,将y=的图象向右平移1个单位,再向上平移2个单位,
即得y=+2的图象(图3).
【例1.2.】 作出下列函数的图象
(1);
(2);
【答案】(1)
(2)
【例1.3.】 作出下列各函数的图象:
(1);
(2).
【答案】(1)作图见解析;
(2)作图见解析.
【难度】0.85
【知识点】一次函数的图像和性质、画出具体函数图象、求分段函数解析式或求函数的值、二次函数的图象分析与判断
【分析】(1)(2)写出函数的分段形式,再结合一次函数、二次函数的性质画出函数图象.
【详解】(1)由,其函数图象如下,
(2)由,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,函数图象如下,
题型2:函数图像的识别
【例2.1.】
函数的部分图象为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.68
【知识点】函数奇偶性的应用、函数图像的识别、求正弦(型)函数的奇偶性
【分析】利用函数奇偶性判断AB,再由函数在时的符号判断CD.
【详解】因为的定义域为,
且,
所以函数是奇函数,故AB错误;
当时,,又因为,所以,则,
所以当 时,,即 轴右侧附近的图象应在 轴下方,
排除选项D,选项C符合.
【例2.2.】
已知函数的部分图象如图,则的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.75
【知识点】函数图像的识别
【分析】根据函数性质,利用排除法可得正确选项.
【详解】由图象可知,函数定义域为,为奇函数,且,
因为定义域为,不符合题意,故排除B选项;
因为,
所以是偶函数,不符合题意,故排除C选项;
因为,故不符合题意,故排除D选项;
因为,,
所以定义域为,为奇函数,且,
故的解析式可能为,A符合题意.
【例2.3.】
已知函数的部分图象如下图所示,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】由图象确定正(余)弦型函数解析式、函数图像的识别
【分析】根据图象可得为定义域在上的奇函数,且,结合奇偶函数的定义依次判断选项.
【详解】根据图象可得为定义域在上的奇函数,且,
对于A,因为
所以是定义域在上的奇函数,
因为,所以不满足条件;
对于B,因为
所以是定义域在上的偶函数,不满足条件;
对于C,因为
所以是定义域在上的奇函数,
因为,所以满足条件;
对于D,因为
所以是定义域在上的偶函数,不满足条件;
【例2.4.】
函数的图象如图所示,则下列结论一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】函数图象的应用
【分析】利用特殊值,零点,再结合函数图象即可得到答案.
【详解】由图知:,所以,
当时,函数无意义,由图知:,所以.
令,解得,由图知:,
又因为,所以.
综上:,,.
故选:A
题型3:函数图像的实际应用
【例3.1.】
小李在如图所示的跑道(其中左、右两边分别是两个半圆)上匀速跑步,他从点处出发,沿箭头方向经过点、、返回到点,共用时秒,他的同桌小陈在固定点位置观察小李跑步的过程,设小李跑步的时间为(单位:秒),他与同桌小陈间的距离为(单位:米),若,则的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】根据实际问题作函数图象
【分析】分析在整个运动过程中,小李和小陈之间的距离的变化,可得出合适的选项.
【详解】由题图知,小李从点到点的过程中,的值先增后减,
从点到点的过程中,的值先减后增,
从点到点的过程中,的值先增后减,从点到点的过程中,的值先减后增,
所以,在整个运动过程中,小李和小陈之间的距离(即的值)的增减性为:增、减、增、减、增,D选项合乎题意,
故选:D.
【例3.2.】
如图为某无人机飞行时,从某时刻开始15分钟内的速度(单位:米/分钟)与时间(单位:分钟)的关系.若定义“速度差函数”为无人机在时间段内的最大速度与最小速度的差,则的图像为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】根据实际问题作函数图象
【分析】根据速度差函数的定义,分四种情况,分别求得函数解析式,从而得到函数图像.
【详解】由题意可得,当时,无人机做匀加速运动,,“速度差函数”;
当时,无人机做匀速运动,,“速度差函数”;
当时,无人机做匀加速运动,,“速度差函数”;
当时,无人机做匀减速运动,“速度差函数”,结合选项C满足“速度差函数”解析式,
故选:C.
【例3.3.】 如图,正△ABC的边长为2,点D为边AB的中点,点P沿着边AC,CB运动到点B,记∠ADP=x.函数f(x)=|PB|2﹣|PA|2,则y=f(x)的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】函数图像的识别、根据实际问题作函数图象
【分析】根据题意,结合图形,分析区间(0,)和(,π)上f(x)的符号,再分析f(x)的对称性,排除BCD,即可得答案.
【详解】根据题意,f(x)=|PB|2﹣|PA|2,∠ADP=x.
在区间(0,)上,P在边AC上,|PB|>|PA|,则f(x)>0,排除C;
在区间(,π)上,P在边BC上,|PB|<|PA|,则f(x)<0,排除B,
又由当x1+x2=π时,有f(x1)=﹣f(x2),f(x)的图象关于点(,0)对称,排除D,
故选:A
【例3.4.】 所给4个图象中,与下列所给3件事吻合最好的顺序为( )
(1)我离开家不久,发现自己把作业本忘在家里了,于是返回家里找到了作业本再上学;
(2)我骑着车离开家后一路匀速行驶,只是在途中遇到一次交通堵塞,耽搁了一些时间;
(3)我从家出发后,心情轻松,一路缓缓加速行进.
A.①②④ B.②③④
C.①③④ D.④①②
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】图象法表示函数、分段函数模型的应用
【分析】先逐一分析各事件对应的距离和时间的关系,找出与之相对应的图象,再根据事件的顺序对相应的图象进行排序,从而判断选项.
【详解】事件(1):离开家返回家找作业本上学,距离变化为“上升下降为0保持为0上升”,对应图象为④;
事件(2):匀速行驶堵车继续匀速行驶,距离变化为“匀速上升水平不变匀速上升”,对应图象为①;
事件(3):缓缓加速,速度逐渐增大,距离关于时间的曲线斜率(速度)递增,对应图象为②;
综上,与所给3件事吻合最好的顺序为④①②,故D正确.
故选:D.
题型4:函数图像的变换
【例4.1.】
把函数的图象向右平移2个单位长度,再把所得图象上所有点的纵坐标变为原来的倍,得到图象,若此时图象恰与重合,则的值为( )
A.4 B.2 C. D.
【答案】C
【难度】0.75
【知识点】指数幂的运算、函数图象的变换
【分析】首先根据平移变换求出图象的函数解析式,然后根据图象重合列方程解出的值.
【详解】把函数的图象向右平移2个单位长度,
得到函数表达式为,
再把所得图象上所有点的纵坐标变为原来的倍,
得到图象的函数表达式为,
因为图象与重合,所以,
即,解得,.
【例4.2.】
函数的图象可以由函数的图象经过以下变换得到( )
A.图象上的点纵坐标不变,横坐标伸长为原来的4倍
B.图象上的点横坐标不变,纵坐标变为原来的倍
C.函数的图象向右平移2个单位
D.函数的图象向左平移2个单位
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】函数图象的变换、指数函数图像应用
【分析】根据函数平移的原则一一分析即可.
【详解】对A,图象上的点纵坐标不变,横坐标伸长为原来的4倍得,故A错误;
对B,图象上的点横坐标不变,纵坐标变为原来的倍得,即,故B错误;
对C,函数的图象向右平移2个单位得,故C正确;
对D,函数的图象向左平移2个单位得,故D错误.
故选:C.
【例4.3.】
下列两个函数和,的图象不可以由的图象经过平移得到的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】求图象变化前(后)的解析式、函数图象的变换
【详解】A. 因为,所以的图象可以由的图象向上平移个单位得到,A不适合题意;
B.因为,所以的图象可以由的图象向左平移2个单位得到,B不适合题意;
C.因为,所以先关于轴对称得到,再向右平移1个单位得到的图象,C适合题意;
D.因为,所以的图象可以由的一下向左平移个单位得到,D不适合题意.
题型5:利用图像研究函数的性质
【例5.1.】
已知函数则图象上关于原点对称的点有( )
A.1对 B.2对 C.3对 D.4对
【答案】C
【难度】0.55
【知识点】函数对称性的应用、函数图象的应用、指数幂的运算
【详解】点关于原点的对称点为,即时,,
已知函数,
,
当时,,方程图象有两个交点;
当时,,方程图象有1个交点;
综上,图象上关于原点对称的点有3对.
【例5.2.】
已知函数,,对,用表示,中的最小者,记为,则的最大值为_____.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】分段函数的值域或最值、函数新定义、函数图象的应用
【分析】首先求出的解析式,再画出的图象,数形结合即可得解.
【详解】令,即,即,解得,
令,即,即,解得或,
又,
所以,
则的图象如下所示:
由图可知当时取得最大值,即.
故答案为:
【例5.3.】
(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.是偶函数,递增区间是 B.是偶函数,递减区间是
C.是奇函数,递减区间是 D.是奇函数,递增区间是
【答案】CD
【难度】0.65
【知识点】求函数的单调区间、函数图象的应用、函数奇偶性的定义与判断
【详解】将函数去掉绝对值得,
画出函数的图象,如图,观察图象可知,
函数的图象关于原点对称,
故函数为奇函数,且在上单调递减,在上单调递增,故CD正确.
【例5.4.】
(多选)已知是定义域为的奇函数,当时,,则下列叙述正确的有( )
A.
B.当时,有
C.当时,的最小值为4,则
D.若关于的方程有实数根,则所有实数根之和为零
【答案】ACD
【难度】0.65
【知识点】函数与方程的综合应用、函数图象的应用、分段函数的性质及应用、由奇偶性求函数解析式
【分析】根据奇偶性可求出函数的解析式,进而可判断A;作出的图象,根据单调性可判断B;根据上的最小值可判断C;根据奇函数图象的对称性可判断D.
【详解】因为是定义域为的奇函数,
当时,,此时;
当时,,此时;
当时,,
综上可得,
所以,故A正确;
画出函数的图象,如图,
当时,单调递增,故当时,有,故B错误;
由图象可知,当时,的最小值为4,则,故C正确;
因为函数和均是定义域为的奇函数,
故方程的所有除0外的实数根成对出现,且关于原点对称,
所以所有实数根之和为零,故D正确.
题型6:利用图像处理函数零点问题
【例6.1.】
(多选)已知,函数,则下列结论中正确的是( )
A.存在,使得无零点
B.对任意至少有一个零点
C.存在,使得有两个零点
D.存在,使得的图象关于对称
【答案】BCD
【难度】0.65
【知识点】函数图象的应用、求函数零点或方程根的个数、由函数对称性求函数值或参数
【分析】转化为函数的图象与函数的图象的交点个数问题,通过作图可判断ABC;根据的对称性,结合平移变换可判断D.
【详解】记,
函数的零点个数,等价于函数的图象与函数的图象的交点个数,
作出函数的图象,如图所示:
由图可知,函数与函数的图象至少有一个交点,A错误,B正确;
当直线与函数的图象相切,且切点不是时,有两个交点,C正确;
易知,函数的图象关于点成中心对称,
取,则的图象关于点对称,D正确.
故选:BCD.
【例6.2.】
函数的函数值表示不小于x的最小的整数,例如,则函数的零点的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.无数个
【答案】C
【难度】0.62
【知识点】函数图象的应用、求函数零点或方程根的个数
【分析】则已知可设,,则,代入原函数,转换得到,再从可确定整数的个数,再代入原函数进行验证.
【详解】解法一:令,则.
由已知可设,,则.
所以,则.
又因为,所以,解得.
又因为,所以的取值为.
当时,,则.
所以,所以是的零点;
当时,,则.
所以,所以是的零点;
当时,,则.
所以,所以2是的零点.
综上所述,的零点有3个.
解法二:作出函数的图象,其与直线的交点个数即为函数零点的个数,
观察图象有,,共3个交点,即函数有3个零点.
【例6.3.】
定义在上的三个函数,若,则的大小关系不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.55
【知识点】画出具体函数图象、函数图象的应用
【详解】采用描点法作出草图如下表:
1
2
3
4
5
6
3
6
11
20
37
70
3
8
15
24
35
48
3
函数图象如下:
令,
当时,,故A正确;
当时,,故C正确;
当时,,故B正确.
【例6.4.】
若函数有3个零点,则实数的取值范围为__________.
【答案】
【难度】0.39
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数、利用导数研究函数的零点
【详解】有三个零点有三个解有三个解,
令,,
令,得或, 的单调递增区间有,,
令,得,在上单调递减,故的大致图象为
要想使得有三个解,必有,所以的取值范围是.
【例6.5.】
已知函数若有个不同的实数根,则的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】函数与方程的综合应用、函数图象的应用、分段函数的性质及应用、根据函数零点的个数求参数范围
【分析】化简分段函数,画出函数的图象,分析的根的个数,确定的范围.
【详解】,
将函数的图象关于轴对称并将轴下方部分翻折到轴上方,即可得到的图象;
对于,最小正周期为,
故上有个周期,令,,
则可得,,
由此作出函数的图象,
如图,
当时,由图可知,当时,,
取其他值时,,故D正确.
题型7:利用图像研究不等式的解集
【例7.1.】
已知函数那么不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】由幂函数的单调性比较大小、函数图象的应用、解分段函数不等式
【分析】分析讨论解不等式,结合函数图象即可得解.
【详解】若,
当时,;当时,;
当,令,整理可得,
且,可得,即,
分别作出和的图象,
结合图象可知不等式的解集为.
故选:C.
【例7.2.】
已知是定义在上的偶函数,当时,的图象如图所示,则不等式的解集为________.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的应用、由函数奇偶性解不等式、函数图象的应用、正弦函数图象的应用
【分析】结合偶函数的图象,问题转化为或求解.
【详解】因为是定义在上的偶函数,所以其图象关于轴对称.
结合图象可知,当时,;
当时,.
由得或.
由或;
由.
所以或或.
所以不等式的解集为:.
故答案为:
【例7.3.】
定义在上的奇函数的导函数为,当时,,且,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【难度】0.45
【知识点】抽象函数的奇偶性、函数图象的应用、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】由题可得当时,单调递减,然后由奇偶性可得大致图象,据此可得答案.
【详解】注意到,则当时,单调递减.
又为上奇函数,为上奇函数,
则为上奇函数,为R上偶函数,
则在上单调递增,据此可得大致图象如下:
则.
题型8:利用图像求参数取值范围
【例8.1.】
已知函数若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、函数图象的应用
【分析】求出抛物线与直线相切时的斜率,由数形结合得解.
【详解】设直线与相切于点,
由,则,
所以切线方程为,又切线过,
所以,解得,
所以,作出及切线的图象,如图,
由图象可知,当时,成立.
故选:D
【例8.2.】
设函数的定义域为,满足,且当时,.若对任意,都有成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.4
【知识点】求二次函数的值域或最值、函数图象的应用
【分析】由题设条件画出函数的图象,由图象分析得出的取值范围.
【详解】因为当时,;,
所以,即若在上的点的横坐标增加2,则对应值变为原来的;若减少2,则对应值变为原来的2倍.
当时,,,
故当时,对任意,不成立,
当时,,
同理当时,,
以此类推,当时,必有.
函数和函数的图象如图所示:
因为当时,,
令,解得,(舍去),
因为当时,成立,所以.
故选:A.
【例8.3.】
若对,函数的函数值都不超过函数的函数值.则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】函数不等式恒成立问题、已知切线(斜率)求参数、函数图象的应用
【分析】在同一平面直角坐标系中作出的图象,然后考虑临界位置:经过点以及与相切,分析此时的取值,通过平移的图象可求解出的取值范围.
【详解】在同一平面直角坐标系中作出,的图象如下图所示:
且,即与轴交于,
当位于其对称轴左侧的图象经过时,此时在的图象上,所以,解得;
当位于其对称轴右侧的图象经过时,此时在的图象上,所以,
接下来分析当与相切时的情况:
,令,解得(舍去),,
所以切点坐标为,所以,解得;
由上可知,当时,经过且与相切,
结合图象,通过平移的图象可知,当时,恒成立,
综上所述,实数的取值范围是,
故选:C.
【例8.4.】
已知函数的定义域为,当时,,且对任意的都满足.若函数与的图象恰有两个交点,则实数的取值范围是____________.
【答案】或
【难度】0.4
【知识点】函数图象的应用、根据函数零点的个数求参数范围
【分析】由得出关于对称,根据时的表达式结合对称性作出的图象,分,,三种情况讨论与的交点情况,并利用交点数恰好为得出对应的实数的范围,从而求解.
【详解】因为,所以关于对称,且的图象是过点的折线,
由时,,作出与的图象如下图所示,
当时,函数是过定点,开口向上的折线,
如图,只有当直线与在上的图象相切时,函数与的图象恰有两个交点,
设切点,其中,的导数为,所以处切线斜率为,
所以,解得,满足条件,所以;
当时,函数与的交点情况如下图所示,
所以时,函数与的图象有个交点,满足条件;
当时,函数是过定点,开口向下的折线,如图所示,
此时函数与的图象恒有两个交点,满足条件;
综上所述,实数的取值范围是或,
故答案为:或.
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