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【一轮复习讲义】2024年高考数学高频考点题型归纳与方法总结(新高考通用)
第 12 讲 函数的图像(精讲)
题型目录一览
①作函数的图像
②函数图像的辨识
③函数图像的应用
一、知识点梳理
1.利用描点法作函数的图象
描点法作函数图象的基本步骤是列表、描点、连线,具体为:
(1)①确定函数的定义域;②化简函数的解析式;③讨论函数的性质(奇偶性、单调性、周期
性、最值等).(2)列表(找特殊点:如零点、最值点、区间端点以及与坐标轴的交点等).(3)描
点、连线.
2.利用图象变换法作函数的图象
(1)平移变换
提醒:“左加右减”只针对x本身,与x的系数无关,“上加下减”指的是在f (x)整体上加
减.
(2)对称变换
①y=f (x)的图象―――――――→y=-f (x)的图象;
②y=f (x)的图象――――――――→y=f (-x)的图象;
③y=f (x)的图象―――――――――→y=-f (-x)的图象;
④y=ax(a>0且a≠1)的图象――――――――――→y=log x(a>0且a≠1)的图象.
a
(3)伸缩变换
①y=f (x)的图象
―――――――――――――――――――――――→ y=f (ax)的图象;②y=f (x)的图象
――――――――――――――――――――――――――――――→y=af (x)的图象.
(4)翻转变换
①y=f (x)的图象――――――――――――――――→y=|f (x)|的图象;
②y=f (x)的图象―――――――――――――――――――→y=f (|x|)的图象.
【常用结论】
1.函数图象自身的轴对称
(1)f (-x)=f (x)⇔函数y=f (x)的图象关于y轴对称;
(2)函数y=f (x)的图象关于x=a对称⇔f (a+x)=f (a-x)⇔f (x)=f (2a-x)⇔f (-x)=f (2a+
x);
(3)若函数y=f (x)的定义域为R,且有f (a+x)=f (b-x),则函数y=f (x)的图象关于直线x
=对称.
2.函数图象自身的中心对称
(1)f (-x)=-f (x)⇔函数y=f (x)的图象关于原点对称;
(2)函数y=f (x)的图象关于(a,0)对称⇔f (a+x)=-f (a-x)⇔f (x)=-f (2a-x)⇔f (-x)=
-f (2a+x);
(3)函数y=f (x)的图象关于点(a,b)成中心对称⇔f (a+x)=2b-f (a-x)⇔f (x)=2b-f (2a-
x).
3.两个函数图象之间的对称关系
(1)函数y=f (a+x)与y=f (b-x)的图象关于直线x=对称(由a+x=b-x得对称轴方程);
(2)函数y=f (x)与y=f (2a-x)的图象关于直线x=a对称;
(3)函数y=f (x)与y=2b-f (-x)的图象关于点(0,b)对称;
(4)函数y=f (x)与y=2b-f (2a-x)的图象关于点(a,b)对称.
二、题型分类精讲
刷真题 明导向
一、单选题
1.(2022·全国·统考高考真题)如图是下列四个函数中的某个函数在区间 的大致图像,则该函数是
( )A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由函数图像的特征结合函数的性质逐项排除即可得解.
【详解】设 ,则 ,故排除B;
设 ,当 时, ,
所以 ,故排除C;
设 ,则 ,故排除D.
故选:A.
2.(2021·浙江·统考高考真题)已知函数 ,则图象为如图的函数可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由函数的奇偶性可排除A、B,结合导数判断函数的单调性可判断C,即可得解.【详解】对于A, ,该函数为非奇非偶函数,与函数图象不符,排除A;
对于B, ,该函数为非奇非偶函数,与函数图象不符,排除B;
对于C, ,则 ,
当 时, ,与图象不符,排除C.
故选:D.
3.(2020·天津·统考高考真题)已知函数 若函数 恰有4
个零点,则 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由 ,结合已知,将问题转化为 与 有 个不同交点,分
三种情况,数形结合讨论即可得到答案.
【详解】注意到 ,所以要使 恰有4个零点,只需方程 恰有3个实根
即可,
令 ,即 与 的图象有 个不同交点.
因为 ,
当 时,此时 ,如图1, 与 有 个不同交点,不满足题意;当 时,如图2,此时 与 恒有 个不同交点,满足题意;
当 时,如图3,当 与 相切时,联立方程得 ,
令 得 ,解得 (负值舍去),所以 .
综上, 的取值范围为 .
故选:D.
【点晴】本题主要考查函数与方程的应用,考查数形结合思想,转化与化归思想,是一道中档题.
题型 一 作函数的图像
策略方法 作函数图象的两种常用方法【典例1】已知 .
(1)画函数 的图象;
(2)若直线 与 的图象有4个不同的交点,求实数 的取值范围以及所有交点横坐标之和.
【答案】(1)图象见解析;(2) ;4.
【分析】(1)由题得函数 ,再画图;
(2)利用数形结合分析得 的取值范围,再利用对称性求出所有交点横坐标之和.【详解】
(1)由题得函数 ,函数的图象如图所示.
(2)当 时, .
因为直线 与 的图象有4个不同的交点,
所以 .
设四个交点依次为 ,
所以
所以所有交点横坐标之和为4.
【点睛】本题主要考查函数的图象的画法,考查二次函数的图象和性质,意在考查学生对这些知识的理解
掌握水平.
【题型训练】
一、解答题
1.(1)画函数 的图象,并写出单调增区间;
(2)函数 有两个零点,求a的取值范围.
【答案】(1)图象见解析,增区间为 , ;(2) 或 .
【解析】(1)利用函数图象的翻折变换可得 的图象,根据图象可得其增区间.(2)考虑直线 与 的图象有两个交点即可得到a的取值范围.
【详解】(1) 的图象如图所示:
由图象可知:函数的增区间为 , .
(2)因为函数 有两个零点,故直线 与 的图象有两个交点,
故 或 .
2.画函数图象: .
【答案】答案见解析.
【分析】判断函数的奇偶性,先利用描点法作出 上函数的图象,再利用对称关系作出 的图象.
【详解】因为 ,
所以函数为偶函数,
当 时, ,
的对应值表如下
0 1 2 3 …
2 …
描点后用平滑曲线连接可得 上函数的图象,再将其关于 轴对称画出 上的图象,从而可得函
数的图象,如下图3.画函数图象
【答案】见解析.
【分析】利用图象变换法作出函数图象.
【详解】由题可知 = ,
当 时, ,其图象可由 的图象向左平移1个单位,再向上平移1个单位而得
如图( ).
又因为 ,
所以 为奇函数,所以 图象关于原点对称.
∴ 的图象如图( ).
题型二 函数图像的辨识
策略方法 辨析函数图象的入手点
(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置.
(2)从函数的奇偶性,判断图象的对称性.(3)从函数的特征点,排除不合要求的图象.
(4)从函数的单调性,判断图象的变化趋势.
(5)从函数的周期性,判断图象的循环往复.
【典例1】如图,函数 在区间 上的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由函数的奇偶性及值域分析即可.
【详解】由题意 ,
即 为奇函数,可排除C项,
而 当且仅当 即 时,取等号,
且 时, ,可排除B、D选项,
故选:A
【题型训练】
一、单选题
1.(甘肃省白银市靖远县2023届高三下学期第二次联考文科数学试题)函数 的部分图像
大致为( )A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的奇偶性以及 时的函数值为正值,利用排除法即可得出答案.
【详解】因为 ,又函数的定义域为 ,故 为奇函数,排除AC;
根据指数函数的性质, 在 上单调递增,当 时, ,故 ,则 ,排除D.
故选:B
2.(海南省2023届高三学业水平诊断(三)数学试题)函数 的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据函数的奇偶性证明函数 为偶函数;分别求出 ,利用排除法,结合选项
即可求解.【详解】函数 的定义域为 ,关于原点对称,
,
则函数 为偶函数,图象关于y轴对称,故排除C;
又 ,故排除AB,D符合题意.
故选:D.
3.(陕西省咸阳市2023届高三三模文科数学试题)已知函数 的部分图象如图所示,则它的解析式可
能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用排除法,结合函数图象,利用函数的定义域和导数研究函数的单调性,依次判断选项即可.
【详解】由图象可知,函数f(x)的定义域为R.
A: ,函数 的定义域为 ,所以A不符题意;
B: ,函数 的定义域为 ,所以B不符题意;
C:当 时, ,则 ,
当 时, ,当 时, ,所以 在 上递增,在 上递减,所以 是函数的极大值,
结合图形, 不是极大值,故C不符题意;
D:当 时, ,
则 ,
当 时, ,当 时, ,
所以 在 上递增,在 上递减,结合图形,D符合题意;
故选:D.
4.(山东省烟台市2023届高考适应性练习(一)数学试题)函数 的部分图象大致为
( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】判断函数的奇偶性,再用赋值法,排除ABD,即可.
【详解】由 ,
得 ,
所以 为偶函数,故排除BD.当 时, ,排除A.
故选:C.
5.(2023年全国卷(老教材)文科数学预测卷)函数 在区间 上的大致图象
为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由选项图形特点,先判断函数的奇偶性,然后再根据 和 两个区间上函数值的正
负即可判断出函数图象.
【详解】因为 ,且 ,所以函数 为奇函数,
故排除A,B.
当 时, , , ,所以 ;
当 时, , , ,所以 .故排除D.
故选:C.
6.(湘豫名校联考2023届高三5月三模文科数学试题)函数 的部分图象大致为( )A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先判断函数的奇偶性,然后再代入特殊值计算 即可判断.
【详解】因为 ,易知 的定义域为 .
因为 ,所以 为奇函数,
图象关的原点对称.排除A,D选项;
又 , ,所以排除C选项.
故选:B.
7.(2023年高三数学(理)押题卷四)函数 的大致图像为( )
A. B.
C. D.【答案】A
【分析】结合函数的定义域,零点, 时函数值的符号进行判断.
【详解】由 知, ,排除C选项;
函数没有定义,排除B;
时, ,根据指数函数的单调性可知, ,
又 弧度是第二象限角,故 ,于是 时, ,排除D.
故选:A.
8.(重庆市2023届普高三模拟调研(三)数学试题)函数 的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先求得 的定义域并化简其解析式,再利用函数奇偶性排除选项CD,最后利用特值法排除选
项B,进而得到正确选项A.
【详解】由 ,可得 ,则 定义域为 ,
则 ,,
则 为偶函数,其图像关于y轴对称,排除选项CD;
又 ,则排除选项B,正确选项为A.
故选:A
9.(安徽省芜湖市2023届高三下学期5月教学质量统测数学试题)函数 在区间
的图像大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先根据函数解析式判断函数的奇偶性,发现是奇函数,排除C、D;观察A、B两项,发现图像在
处的增减趋势不同,所以对函数进行求导,再把特殊值 代入导函数中判断即可.
【详解】因为 ,所以 是奇函数,排除C、D两项;当 时, ,则 ,
所以 ,
所以 在 处的切线斜率为负数,故排除A项;
故选:B.
10.(河北省2023届高三模拟(一)数学试题)已知函数 的部分图象如图所示,则 的解析式可
能为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由图象得 故排除AC选项;对D选项根据极值点个数排除;分析B项满足.
【详解】对于A选项, ,A选项错误;
对于C选项, ,C选项错误;
对于D选项, , 有两个不等的实根,故 有两个极值点,D选项错误.
对于B选项, , ;
当 时, , ,此时 ,
当 时, , ,此时 ,当 时, , ,此时 ,
依次类推可知 函数值有正有负;
显然 不单调;
因为当 时 ,所以 有多个零点;
因为 ,所以 ,所以 既不是奇函数也不是偶函数,以
上均符合,故B正确.
故选:B.
11.(2023年高考数学(理)终极押题卷)函数 的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据奇偶性,可排除AC,由 ,可排除B,从而可选出答案.
【详解】函数 的定义域为 ,定义域关于原点对称,
且 ,
故函数 为 上的偶函数,其图象关于 轴对称,可排除AC;
,因为 ,所以 ,可排除B,
只有D选项符合以上信息.故选:D.
题型三 函数图像的应用
策略方法 1.利用函数图象研究不等式
当不等式问题不能用代数法直接求解但其与函数有关时,可将不等式问题转化为两函数图象
(图象易得)的上、下关系问题,利用图象法求解.若函数为抽象函数,可根据题目画出大致
图象,再结合图象求解.
2.利用函数图象研究方程根的个数
当方程与基本函数有关时,可以通过函数图象研究方程的根,方程f (x)=0的根就是f (x)的
图象与x轴交点的横坐标,方程f (x)=g(x)的根是函数y=f (x)与函数y=g(x)图象的交点的横
坐标.
【典例1】定义在 上的函数 满足 ,且当 时, ;当
时, ;当 时, .若对 ,都有 ,则
的取值范围是__________.
【答案】
【分析】根据已知可得出函数在区间 以及区间 上的对称性,进而可作出函数的图象.根据图象设
,以及 .进而根据已知条件,推出函数 在 内的解析式,进而求解 即
可得出 的值,进而得出 的取值范围.
【详解】由当 时, ,可得 的图象在该区间内关于直线 对称;
由当 时, ,可得 的图象在该区间内关于点 对称.结合已知条件,作出函数 的部分图象如下图
由图象可设 ,且 时,都有 ,且 .
设 ,则 , .
因为,当 时, ,所以 , .
当 时, ,所以 .
又函数 满足 ,
所以, ,
所以, .
令 ,解得 ,即 .
所以, .
故答案为:
【典例2】对任意 ,恒有 ,对任意 ,现已知函数 的图像与 有4个不同的公共点,则正实数 的值为__________.
【答案】
【分析】由 ,得 ,由已知条件可得函数 的图像的对
称性和周期性,可作出函数 的图像,由题意 的图像函数 在 上的图像相切,
联立方程组利用判别式求解.
【详解】 , , ,
令 ,则有 ,
任意 ,恒有 ,则函数 的图像关于 对称,函数 是以2为周
期的周期函数,
在同一直角坐标系下作出函数 与 的图像,如图所示,
函数 的图像与 有4个不同的公共点,由图像可知, 的图像函数 在
上的图像相切,
由 ,消去 得 ,则 ,解得 .
故答案为:
【点睛】方法点睛:
函数零点的求解与判断方法:
(1)直接求零点:令f(x)=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合
函数的图像与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.
(3)利用图像交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图像,看其交点的横坐标有几个不同
的值,就有几个不同的零点.
【题型训练】
一、单选题
1.(陕西省榆林市神木中学2020-2021学年高三下学期第一次月考理科数学试题)已知 ,当
时,函数 的图象恒在 轴下方,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】依题意 对任意 恒成立,转化为 恒
成立,利用数形结合法求解.
【详解】因为函数 的图象恒在 轴下方,
所以 对任意 恒成立,
又 时,可得 对任意 恒成立,
即 恒成立,
在同一坐标系中作出函数 , 的图象,如图所示:由图象知,只需 ,
解得 ,又 ,所以 ,
故选:A
2.(重庆市第八中学2023届高三上学期高考适应性月考(四)数学试题)已知函数
,若 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.[0,1]
【答案】D
【分析】转化为 的图象在 图象的上方,画出 的图象,数形结合得到
,再求出 在 的切线的斜率,得到 ,从而得到实数 的取值范围.
【详解】 在 上恒成立 在 上恒成立 的图象在 图象的上方,
其中 ,
画出 与y=ax的图象,如下:要想 在 上恒成立,则 ;
令 ,则 , ,
若 为 在 的切线,则 ,
故要想 在 恒成立,则 ,
综上: .
故选:D
3.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 ,若关于 的方程
恰有5个不同的实根,则 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据所给方程,求出 , ,根据关于 的方程恰有5个不同的实根,借助于图像可
知 的取值范围.
【详解】 ,
,
,
或 .作出函数 的图像如图所示,
由图知 的图像与 有两个交点,
若关于 的方程 恰有5个不同的实根,则 的图像与 有三个公共点,
所以 的取值范围 .
故选:D.
4.(江西省赣州市2023届高三二模数学(文)试题)定义在 上的偶函数 满足 ,
且 ,关于 的不等式 的整数解有且只有 个,则实数 的取值范围
为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】分析可知函数 的图象关于直线 对称,且该函数为周期函数,周期为 ,根据题意可知不
等式 在 上有且只有 个整数解,数形结合可得出关于实数 的不等式组,即可得解.
【详解】因为定义在 上的偶函数 满足 ,
所以,函数 的图象关于直线 对称,
则 ,即函数 为周期函数,且周期为 ,令 ,该函数的定义域为 ,则 ,即函数 为偶函数,
因为 ,则 ,即 满足 ,
又因为不等式 有 个整数解,
所以,不等式 在 上有且只有 个整数解,如下图所示:
所以, ,即 ,解得 .
故选:A.
5.(2023年普通高等学校招生全国统一考试数学押题卷(三))已知函数 ,若不
等式 有3个整数解,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意将不等式等价转化为 有3个整数解.利用导数研究函数的性质并画
出草图,结合图形列出关于a的不等式组,解之即可.
【详解】函数 的定义域为 .
由 ,得 ,则不等式 有3个整数解.设 ,则 ,
当 时, , 单调递增,
当 时, , 单调递减,
又 ,所以当 时, ,当 时, ,
易知 的图象恒过点 ,
在同一直角坐标系中,分别作出 与函数 的图象,如图所示.
由图象可知 ,
要使不等式 有3个整数解,
则 ,解得 ,故选:A.
6.(2023春·贵州·高三校联考阶段练习)已知函数 的图象上恰有3对关于原点成
中心对称的点,则实数 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】问题转化为方程: 有三个大于0的根,即等价于 与 在 上有三个交点,如图所示,
显然,当 时,不符合题意.
当 时,
只需满足 且方程: 有两根,
则有 ,
令 ,函数开口向上,对称轴 ,要使函数 两零点均大于 ,则有 ,解
得 ,满足两根均大于 ,
所以实数 的取值范围是 ,
故选:C.
7.(2023·江西·南昌县莲塘第一中学校联考二模)已知 ,函数
,若关于x的方程 有6个解,则 的取值范围为
( )A. B. C. D.
【答案】B
【分析】数形结合法,令 ,可得方程 的解有3个,对应的一元二次方程各有2个不相等的
实数根,利用判别式求解 的范围.
【详解】令 ,则方程 的解有3个,
由图象可得, ,且三个解分别为 ,
则 , , ,
均有两个不相等的实根,
则 ,且 ,且 ,
即 且 ,解得 ,
当 时, ,
因为 ,所以 ,所以 ,且 ,
所以 ,即 恒成立,
故 的取值范围为 .
故选:B.
8.(2023·天津红桥·统考一模)函数 ,关于 的方程 有2个不相等的实数根,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】把函数 有2个不相等的实数根转化为以 和 的图象有两个交
点,作出图象求解即可.
【详解】因为函数 有2个不相等的实数根,
所以 和 的图象有两个交点.
作出函数 的图象如图所示:
当 时, , , ,
要使函数 和 的图象有两个交点,则 ,
当 , , , ,
当 时, ,过点 与曲线的切点为 ,
,可得: ,所以 ,
所以切线斜率为 ,要使函数 和 的图象有两个交点,
由图可得 ,
当 时,关于 的方程 有2个不相等的实数根.
综上: .故选:A.
9.(2023·陕西宝鸡·校考模拟预测)已知函数 ,若关于x的方程
有三个互不相等的实根,则实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】将方程根的问题转化为函数图象交点的问题,画出函数图象,考虑临界点即可求解.
【详解】作出函数 的图象如下图所示,直线 恒过点 ,
当 过点 时,解得 ,此时直线 与 有两个交点,故关于 的方程
有两个互不相等的实根;
将 代入 得 ,当 时,直线与抛物线只有一个交点,则
,解得 或 ,
当 时,解得 ,不满足 ,则应舍去,即 ,
所以实数k的取值范围是 .
故选: .10.(山东省青岛市即墨区2022-2023学年高三下学期教学质量检测数学试题)函数 的定义域为 ,
满足 ,且当 时, .若对任意 ,都有 ,则 的最
大值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件分段求解析式及对应函数值集合,再利用数形结合即得.
【详解】因 ,又当 时, ,
当 , ,时, ,
则 ,
,
当 , ,时, ,
则 ,
,
作出函数 的大致图象,对任意 ,都有 ,
设 的最大值为 ,
则 ,且
所以 ,解得
所以m的最大值为 .
故选:A.
11.(2023春·天津和平·高三天津一中校考阶段练习)已知函数 , 的定义域为 ,
,若 ,且 ,则关于x的方程
有两解时,实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由题知 ,根据题意得到: 恒成立且 有两解,
分别讨论 和 时的情况,根据图象即可得到 的取值范围.【详解】由题意知: ,
则 对任意的 恒成立,
又 有两解,
则 恒成立且 有两解.
,
当 时,如图所示:
只需 ,解得 ,
当 时,如图所示:
只需 且 或者 即可,解得 ,
综上所述: .
故选:C
【点睛】本题主要考查函数的零点问题,同时考查了分类讨论的思想,数形结合为解决本题的关键,属于
中档题.12.(2023·全国·高三专题练习)已知定义在 上的函数 是偶函数,当 时,
,若关于 的方程 有且仅有 个不同实数根,则
实数 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】确定函数 的大致图象,令 ,则关于 的方程 即可
写成 ,结合图象分析二次方程的根的取值范围使其满足方程有6个不同的根,即可
得实数 的取值范围.
【详解】由题意可知,函数 的图象如图所示:
根据函数图像,函数 在 , 上单调递增,在 , 上单调递减;且 时取最
大值2,在 时取最小值0, 是该图像的渐近线.
令 ,则关于 的方程 即可写成 ,此时关于 的方程应该有两个不相等的实数根
设 , 为方程的两个实数根,显然,有以下两种情况符合题意:
①当 , 时,此时 ,则 ;
②当 , 时,此时 ,则 ;
综上可知,实数 的取值范围是 .故选:C.
二、填空题
13.(2023·全国·高三专题练习)已知四个函数:(1) ,(2) ,(3)
,(4) ,从中任选 个,则事件“所选 个函数的图象有且仅有一个公共点”的概率为
___________.
【答案】
【详解】
如图所示, 与 , 与 , 与 ,
与 均有多个公共点,
令 ,则 ,∴ 在 上单调递增,
又∵ ,∴ 有唯一零点,∴ 与 的图象有且仅有一个公共点;
令 ,则 ,∴ 在 上单调递增,
又∵ ,
∴存在 ,使 ,且 是 的唯一零点,
∴ 与 的图象有且仅有一个公共点.∴从四个函数中任选 个,共有 种可能,
“所选 个函数的图象有且仅有一个公共点的有 与 和 与 共 种可
能,∴“所选 个函数的图象有且仅有一个公共点”的概率为 .故答案为: .
14.(上海市2023届高三上学期二模暨秋考模拟数学试题)已知函数 ,则不等式
的解集是___________.
【答案】
【分析】由 得 ,作出 和 的图像,结合图像求得不等式 的解集.
【详解】因为 ,所以 等价于 ,
在同一直角坐标系中作出 和 的图像如图:
两函数图像的交点坐标为 ,
由图可知:当 或 时, 成立,
所以不等式 的解集为: .故答案为: .
15.(河南省许济洛平2022-2023学年高三第三次质量检测文科数学试题)定义在R上的函数 满足,且当 时, .若对任意 ,都有 ,则t的取值范
围是__________.
【答案】
【分析】由 ,根据 ,可得 依此类推,作出
函数 的图象,结合图象即可求解.
【详解】因为当 时, ,所以 ,
因为 ,当 时,即 时,
由 ,所以 ,
同理可得
依此类推,作出函数 的图象,如图所示:
由图象知:当 时,令 ,则 ,对任意 ,都有 ,则
故 的取值范围为 ,故答案为:
16.(2022秋·辽宁本溪·高三本溪高中校考期中)已知函数 ,若 互不相等,
且 ,则 的取值范围为__________________.
【答案】
【分析】首先画出函数 的图像,不妨设 ,根据 可知 ,根据 可知
,所以 ,利用 的单调性可求得 的取值范围.
【详解】作出函数 的大致图象,如图所示:
由题意,若 , , 互不相等,且 ,可知不妨设 ,
则 , ,得 ,
所以 ,即 , 同理 ,即 , ,
所以 ,
又 , , ,所以 ,令函数 ( ),根据对勾函数可得g(x)在区间 上单调递增,所以 ,
从而 .
所以 的取值范围为 .
故答案为: .
17.(2023春·上海嘉定·高三上海市育才中学校考阶段练习)已知函数 ,若方程
恰好有四个实根,则实数k的取值范围是___.
【答案】
【分析】根据分段函数分段作出函数的图象,问题转化为函数 与 图象交点问题,数形结合
即可得解.
【详解】当 时, , 的图象向右平移2个单位,再把纵坐标变为原来的2
倍,得到 的图象,也即 在区间 上的图象,以此类推,则在区间 上的图象如图所示,
设 ,若方程 恰好有四个实根,
则函数 与 的图象有且只有四个公共点,由图得, ,
则 ,
则 ,
所以 与 的图象有且只有四个公共点时 ,
故答案为:
18.(2023届高三上学期一轮复习联考(一)全国卷文科数学试题)已知函数
,若不等式 的解集中恰有两个非负整数,则实数k的取值范围为
______________.
【答案】
【分析】由题可得 ,构造函数 ,问题等价于 的图象在 的
图象上方所对应的x的取值范围中恰好有两个非负整数,利用导数研究函数的性质,然后利用数形结合即
得.
【详解】因为 等价于 ,即 ,
设 ,则上面不等式转化为 ,
因为直线 恒过定点 ,要使 的解集中恰有两个非负整数,
只需 的图象在 的图象上方所对应的x的取值范围中恰好有两个非负整数,
因为 ,
所以 时, , 单调递增, 时, 单调递减,
所以 ,且 ,当 时, , 时, ,
作出函数 与直线 的图象:从图象可得,要使 的图象在 的图象上方所对应的x的取值范围中恰好有两个非负整数解,只需满
足:
,即 ,
解得 ,
综上,实数k的取值范围为 .
故答案为: .
19.(2023·北京西城·统考二模)已知直线 和曲线 ,给出下列四个结论:
①存在实数 和 ,使直线 和曲线 没有交点;
②存在实数 ,对任意实数 ,直线 和曲线 恰有 个交点;
③存在实数 ,对任意实数 ,直线 和曲线 不会恰有 个交点;
④对任意实数 和 ,直线 和曲线 不会恰有 个交点.
其中所有正确结论的序号是____.
【答案】① ② ③
【分析】根据 图象的对称性,求导得切线斜率的最大值,由数形结合,结合选项即可判断.
【详解】对于①,由于 为偶函数,故图象关于 轴对称,且 ,
当 或 时,此时直线 和曲线 没有交点;(如下图)故正确 ①,对于②, ,当 时, ,
所以当 ,
故当 单调递减,当 单调递增,
故当 时,此时 取极大值也是最大值 ,
故 某一点处的切线的斜率最大值为 ,
当 时,此时直线 和曲线 恰有 个交点;故②正确,
对于③,当 时,对任意的 直线 过原点,此时直线与 只有一个零点,故③正确,
对于④,当直线 与曲线上 某一点处的切线平行时(斜率小于 ),且在切点之上
的位置时,此时直线与曲线有3个交点,故④错误.
故答案为:① ② ③