内容正文:
习题课(三) 函数零点的综合问题
一、选择题
1.函数f(x)=的零点的个数为 ( )
A.0 B.1
C.2 D.3
2.已知方程组的两组解分别为和则+b= ( )
A.3 B.4
C.5 D.6
3.函数y=0.5|x|-|log0.5x|的零点个数为 ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
4.[2025·武汉新高考联盟高一期末] 若函数f(x)=2ax2+8ax+1在区间(-1,1)内恰有一个零点,则实数a的取值范围为 ( )
A.
B.∪{0}
C.∪
D.∪∪{0}
5.[2025·福建厦门高一期末] 设函数f(x)=|x2-a|,g(x)=a|x|+1,若曲线y=f(x)与y=g(x)恰有3个交点,则a= ( )
A.-1 B.1
C.-1或1 D.2
6.已知函数f(x)=2x+x,g(x)=log2x+x,h(x)=x3+x的零点分别为a,b,c,则a,b,c的大小关系为 ( )
A.a>b>c B.b>c>a
C.c>a>b D.b>a>c
7.(多选题)若函数f(x)=恰有三个零点,则a的值可能为 ( )
A.-1 B.6
C.1 D.2
8.(多选题)已知函数f(x)=x3-3x+2,下列说法正确的是 ( )
A.(1,0)是f(x)的一个零点
B.f(x)在区间(-3,-1)内存在零点
C.g(x)=f(x)-+3x有两个零点
D.f(x)的零点个数与x3-3x+2=0的解的个数相等
二、填空题
9.设f(x)=|x2-2x|,则函数y=f(x)-2026的所有零点之和为 .
10.已知函数f(x)=则函数g(x)=2[f(x)]2-3f(x)-2的零点个数为 .
11.已知函数f(x)=|log2x|,若f(x1)=f(x2)(x1<x2),则4x1+x2的最小值为 .
三、解答题
12.(13分)已知函数f(x)=
(1)在图中作出函数f(x)的图象(直接作图,不需写出作图过程);
(2)求函数y=4[f(x)]2-13f(x)+9的零点个数.
13.(15分)已知函数f(x)=2x+-1(a∈R).
(1)若f(x)为偶函数,求a的值;
(2)讨论f(x)的零点个数.
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习题课(三) 函数零点的综合问题
1.C [解析] 当x≤0时,由f(x)=0可得2x=1,解得x=0,即函数f(x)有零点0;当x>0时,由f(x)=0可得=2,解得x=,即函数f(x)有零点.综上可知,函数f(x)的零点的个数为2.故选C.
2.A [解析] 因为方程组的两组解分别为和所以解得所以m=3,n=9,则+b=a3+1=2+1=3.故选A.
3.B [解析] 函数y=0.5|x|-|log0.5x|的零点个数即为方程0.5|x|=|log0.5x|的根的个数,也就是函数f(x)=0.5|x|与g(x)=|log0.5x|的图象的交点个数.在同一平面直角坐标系中,作出函数f(x)=0.5|x|与g(x)=|log0.5x|的图象,如图所示.由图可知,函数f(x)=0.5|x|与g(x)=|log0.5x|的图象的交点个数为2,所以函数y=0.5|x|-|log0.5x|的零点个数为2.故选B.
4.C [解析] 当a=0时,f(x)=1,不满足题意;当a≠0时,f(x)=2ax2+8ax+1=2a(x+2)2-8a+1的图象是对称轴方程为x=-2的抛物线,所以函数f(x)在区间(-1,1)内单调,要使得函数f(x)在区间(-1,1)内恰有一个零点,需满足f(-1)f(1)<0,即(1-6a)(1+10a)<0,解得a>或a<-.故选C.
5.B [解析] 易知函数f(x),g(x)均为偶函数,除对称轴x=0处以外两偶函数图象的交点成对出现,由曲线y=f(x)与y=g(x)恰有3个交点可知,f(0)=g(0),即|a|=1,解得a=-1或1.当a=-1时,f(x)=|x2+1|,g(x)=-|x|+1,作出两函数的图象,如图①,由图可知恰有1个交点,不符合题意;当a=1时,f(x)=|x2-1|,g(x)=|x|+1,作出两函数的图象,如图②,由图可知符合题意.故选B.
6.B [解析] 易知f(x)和h(x)均为R上的增函数,g(x)为(0,+∞)上的增函数.由h(x)=x3+x=0得x=0,∴c=0.由f(x)=2x+x=0得2x=-x,由g(x)=log2x+x=0得log2x=-x.在同一平面直角坐标系中,作出y=2x,y=log2x,y=-x的图象如图,由图可知a<0,b>0,∴b>c>a.故选B.
7.BCD [解析] 当x≥0时,f(x)=x2-6x=x(x-6),函数f(x)有两个零点0和6,则当x<0时,f(x)=x+a有一个零点-a,所以-a<0,解得a>0,分析选项可知B,C,D均符合题意.故选BCD.
8.BD [解析] 对于A,因为f(1)=13-3+2=0,所以x=1是f(x)的一个零点,即零点是一个数,不是一个点,故A错误;对于B,f(-3)=(-3)3-3×(-3)+2=-16<0,f(-1)=(-1)3-3×(-1)+2=4>0,则f(-3)f(-1)<0,故f(x)在区间(-3,-1)内存在零点,故B正确;对于C,g(x)=f(x)-+3x=x3-+2,由于y=x3在R上单调递增,y=-在R上单调递增,故g(x)在R上单调递增,又g(-1)=-1-3+2=-2<0,g(0)=1>0,故g(x)在(-1,0)内有唯一一个零点,即g(x)=f(x)-+3x有1个零点,故C错误;对于D,函数f(x)=x3-3x+2的零点即为x3-3x+2=0的解,故f(x)的零点个数与x3-3x+2=0的解的个数相等,故D正确.故选BD.
9.2 [解析] 由一元二次函数的图象和性质可知,函数f(x)=|x2-2x|的图象如图所示,根据图象可知y=f(x)-2026共有2个零点,且2个零点关于直线x=1对称,所以零点之和为2.
10.5 [解析] 令t=f(x),则由2t2-3t-2=(2t+1)(t-2)=0,解得t1=-,t2=2,即f(x)=-或f(x)=2.令x2+2x=-,解得x1=,x2=,又x1<0,x2<0,故x1,x2是函数g(x)的零点;令x2+2x=2,解得x3=-1+,x4=-1-,又x3>0,x4<0,故x4是函数g(x)的零点;令2x-2=-,解得x5=log2,又x5>0,故x5是函数g(x)的零点;令2x-2=2,解得x6=2,又x6>0,故x6是函数g(x)的零点.综上所述,g(x)的零点个数为5.
11.4 [解析] 作出函数f(x)=|log2x|的图象,如图所示.因为f(x1)=f(x2),且x1<x2,所以log2x1+log2x2=log2(x1x2)=0,可得x1x2=1,即x2=,且0<x1<1,则4x1+x2=4x1+≥2=4,当且仅当4x1=,即x1=时,等号成立,所以4x1+x2的最小值为4.
12.解:(1)函数f(x)的图象如图所示.
(2)在方程4[f(x)]2-13f(x)+9=0中,令t=f(x),则4t2-13t+9=(t-1)(4t-9)=0,解得t=1或t=,即f(x)=1或f(x)=.
由f(x)的图象可知,直线y=与f(x)的图象有3个公共点,即f(x)=有3个不同的实数解;直线y=1与f(x)的图象有4个公共点,
即f(x)=1有4个不同的实数解.
综上所述,函数y=4[f(x)]2-13f(x)+9的零点个数为3+4=7.
13.解:(1)依题意,得f(-x)=f(x),即2x+-1=2-x+-1,即(a-1)(2x-2-x)=0恒成立,得a=1.
(2)令f(x)=0,得a=-(2x)2+2x,
设t=2x,则a=-t2+t=-+(t>0),
因为函数y=-+在上单调递增,在上单调递减,且最大值为,
所以当a>时,f(x)无零点;当a=或a≤0时,f(x)有一个零点;
当0<a<时,f(x)有两个零点.
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