文档内容
考向 13 函数的零点及
函数的应用
1.(2020·海南高考真题)基本再生数R与世代间隔T是新冠肺炎的流行病学基本参数.基本再生数指一
0
个感染者传染的平均人数,世代间隔指相邻两代间传染所需的平均时间.在新冠肺炎疫情初始阶段,可以
用指数模型: 描述累计感染病例数I(t)随时间t(单位:天)的变化规律,指数增长率r与R,T近
0
似满足R =1+rT.有学者基于已有数据估计出R=3.28,T=6.据此,在新冠肺炎疫情初始阶段,累计感染病
0 0
例数增加1倍需要的时间约为(ln2≈0.69) ( )
A.1.2天 B.1.8天
C.2.5天 D.3.5天
【答案】B
【分析】
根据题意可得 ,设在新冠肺炎疫情初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间为
天,根据 ,解得 即可得结果.
【详解】
因为 , , ,所以 ,所以 ,
设在新冠肺炎疫情初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间为 天,
则 ,所以 ,所以 ,所以 天.
故选:B.
【点睛】
本题考查了指数型函数模型的应用,考查了指数式化对数式,属于基础题.
2.(2020·天津高考真题)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.1.判断函数y=f(x)在某个区间上是否存在零点,主要利用函数零点的存在性定理进行判断.首先看函数
y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续,然后看是否有f(a)·f(b)<0.若有,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必
有零点.
2.判断函数y=f(x)的零点个数时,常用以下方法:
(1)解方程:当对应方程易解时,可通过解方程,判断函数零点的个数;
(2)根据函数的性质结合已知条件进行判断;
(3)通过数形结合进行判断,画函数图象,观察图象与x轴交点的个数来判断.
3.已知函数有零点(方程有根),求参数的取值范围常用的方法:
(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,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,再转化成求函数值域问题加以解决.
(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,再数形结合求解.
4.解决函数应用问题的步骤
(1)审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择数学模型;
(2)建模:将自然语言转化为数学语言,将文字语言转化为符号语言,利用数学知识,建立相应的数学模型;
(3)解模:求解数学模型,得出数学结论;
(4)还原:将数学结论还原为实际问题的意义.
1.零点存在性定理:如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续曲线,且有f(a)f(b)<0,那么函数
y=f(x)在区间[a,b]内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,此时这个c就是方程f(x)=0的根.
2.函数F(x)=f(x)-g(x)的零点就是方程f(x)=g(x)的根,即函数y=f(x)与y=g(x)的图象交点的横坐标.
【知识拓展】
判断函数零点个数的方法:
(1)利用零点存在性定理判断法;
(2)代数法:求方程f(x)=0的实数根;(3)几何法:对于不易求根的方程,将它与函数y=f(x)的图象联系起来,利用函数的性质找出零点或利用两个
函数图象的交点求解.在利用函数性质时,可用求导的方法判断函数的单调性.
1.(2021·江苏南通市·高三其他模拟)函数 在 上的零点个数为( )
A. B. C. D.
2.(2021·安徽高三其他模拟(文))已知函数 ,方程 有两
解,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2021·湖北荆州市·荆州中学高三其他模拟)(多选题)在下列区间中,函数 一
定存在零点的区间为( )
A. B. C. D.
4.(2021·河北饶阳中学高三其他模拟)已知函数 有两个不同的零点,则实
数k的取值范围是_________.1.(2021·北京清华附中高三其他模拟)函数 的零点一定位于区间( )
A. B. C. D.
2.(2021·全国高三其他模拟)“绿水青山就是金山银山”,党的十九大以来,城乡深化河道生态环境
治理,科学治污.某乡村一条污染河道的蓄水量为 立方米,每天的进出水量为 立方米.已知污染源以
每天 个单位污染河水,某一时段 (单位:天)河水污染质量指数为 (每立方米河水所含的污染
物)满足 ( 为初始质量指数),经测算,河道蓄水量是每天进出水量的80
倍.若从现在开始关闭污染源,要使河水的污染水平下降到初始时的10%,需要的时间大约是(参考数据:
)( )
A.1个月 B.3个月 C.半年 D.1年
3.(2021·重庆高三三模)已知函数 , , 的零
点分别为 , , ,则 , , 的大小为( )
A. B. C. D.
4.(2021·福建省福州第一中学高三其他模拟)若曲线 与 轴有且只有2个交
点,则实数 的取值范围是( )
A. B.
C. 或 D. 或
5.(2021·甘肃白银市·高三其他模拟(理))已知函数 ,若函数,则下列结论正确的是( )
A.若 没有零点,则
B.当 时, 恰有1个零点
C.当 恰有2个零点时, 的取值范围为
D.当 恰有3个零点时, 的取值范围为
6.(2021·山东烟台市·高三其他模拟)若函数 的所有零点之和为0,则实
数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
7.(2021·四川德阳市·高三二模(文))已知向量 , ,函数
,若关于 的方程 至少有两个实数根,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(2020·安徽高三其他模拟(文))记 分别为函数 的导函数.若存在x∈R,满
0
足f(x)=g(x)且 ,则称x为函数f(x)与g(x)的一个“真实点”,若函数
0 0 0
与 有且只有一个真实点",则实数a的值为( )
A. B. C. D.
9.(2021·河北衡水中学高三其他模拟)已知函数 是定义域为 的偶函数,且 是奇函数,当 时,有 ,若函数 的零点个数为5,则实数 取值范围是
( )
A. B.
C. 或 D. 或
10.(2021·山东济南市·高三其他模拟)(多选题)若函数f(x)= 恰有
两个零点,则正整数m的取值可能为( )
A.1 B.2 C.15 D.16
11.(2021·上海市七宝中学高三一模)对核污染水的处理是当今全球环境治理的热点问题之一,某环保
企业准备研发一款设备用于处理核污染水中的放射性碘,研发启动时投入资金为A(A为常数)元,之后每
年会投入一笔研发资金,n年后总投入资金记为 .经计算发现当 时, 近似地满足
,其中 ,p,q为常数, .已知3年后总投入资金为研发启动时投入资
金的3倍.问
(1)研发启动多少年后,总投入资金是研发启动时投入资金的8倍;
(2)研发启动后第几年的投入资金的最多.
12.(2021·山东济南市·高三一模)已知函数 .
(1)若 ,求 的最小值;
(2)若 恰好有三个零点,求实数 的取值范围.1.(2020·全国高考真题(理))若 ,则( )
A. B. C. D.
2.(2010·浙江高考真题(理))设函数 ,则在下列区间中函数 不存在零点的
是
A. B. C. D.
3.(2019·全国高考真题(文))函数 在 的零点个数为
A.2 B.3 C.4 D.5
4.(2020·全国高考真题(理))在新冠肺炎疫情防控期间,某超市开通网上销售业务,每天能完成
1200份订单的配货,由于订单量大幅增加,导致订单积压.为解决困难,许多志愿者踊跃报名参加配货工
作.已知该超市某日积压500份订单未配货,预计第二天的新订单超过1600份的概率为0.05,志愿者每人
每天能完成50份订单的配货,为使第二天完成积压订单及当日订单的配货的概率不小于0.95,则至少需
要志愿者( )
A.10名 B.18名 C.24名 D.32名
5.(2019·浙江高考真题)已知 ,函数 ,若函数
恰有三个零点,则
A. B.
C. D.
6.(2021·北京高考真题)已知函数 ,给出下列四个结论:
①若 ,则 有两个零点;② ,使得 有一个零点;
③ ,使得 有三个零点;
④ ,使得 有三个零点.
以上正确结论得序号是_______.
7.(2019·江苏高考真题)设 是定义在 上的两个周期函数, 的周期为4, 的周期
为2,且 是奇函数.当 时, , ,其中 .
若在区间 上,关于 的方程 有8个不同的实数根,则 的取值范围是_____.
8.(2019·北京高考真题(理))李明自主创业,在网上经营一家水果店,销售的水果中有草莓、京白
梨、西瓜、桃,价格依次为60元/盒、65元/盒、80元/盒、90元/盒.为增加销量,李明对这四种水果进
行促销:一次购买水果的总价达到120元,顾客就少付x元.每笔订单顾客网上支付成功后,李明会得到
支付款的80%.
①当x=10时,顾客一次购买草莓和西瓜各1盒,需要支付__________元;
②在促销活动中,为保证李明每笔订单得到的金额均不低于促销前总价的七折,则x的最大值为
__________.
9.(2015·上海高考真题(文))
如图,O,P,Q三地有直道相通, 千米, 千米, 千米.现甲、乙两警员同时从O地出
发匀速前往Q地,经过 小时,他们之间的距离为 (单位:千米).甲的路线是OQ,速度为5千米/小
时,乙的路线是OPQ,速度为8千米/小时.乙到达Q地后原地等待.设 时乙到达P地. 时乙到达Q
地.(1)求 与 的值;
(2)已知警员的对讲机的有效通话距离是3千米.当 时,求 的表达式,并判断 在
上得最大值是否超过3?说明理由.
10.(2018·全国高考真题(文))已知函数 .
(1)若 ,求 的单调区间;
(2)证明: 只有一个零点.
1.【答案】C
【分析】
在 时,解方程 ,即可得解.
【详解】
当 时,由 .
若 ,可得 、 、 ;若 ,可得 、 、 、 .
综上所述,函数 在 上的零点个数为 .
故选:C.
2.【答案】B
【分析】
根据已知条件对 进行分类讨论: 、 ,然后分别考虑每段函数的单调性以及取值范围,确定
出方程 有两解时 所满足的不等式,由此求解出 的取值范围.
【详解】
因为 ,所以 且 ,
当 时, 在 时单调递增,所以 ;
又 在 时单调递增,且 ,
因为方程 有两解,所以 ,所以 ;
当 时, 在 时单调递减, ;
又 在 时单调递增, ,
因为方程 要有两解,所以 ,此时不成立.
综上可得 ,
故选:B.
【点睛】
方法点睛:根据方程解的个数求解参数范围的常见方法:
方法(1):将方程解的个数问题转化为函数的图象的交点个数问题,通过图象直观解答问题;方法(2):若方程中有指、对数式且底数为未知数,则需要对底数进行分类讨论,然后分析 的单调
性并求解出其值域,由此列出关于参数的不等式,求解出参数范围.
3.【答案】ABD
【分析】
本题首先可通过求导得出函数 在 上是增函数、在 上是减函数以及 ,
然后通过函数 的单调性以及零点存在性定理对四个选项依次进行判断,即可得出结果.
【详解】
, ,
当 时, ,函数 在 上是增函数;
当 时, ,函数 在 上是减函数,
,
A项: , ,
因为 ,所以函数 在 内存在零点,A正确;
B项: , ,
因为 , ,所以函数 在 内存在零点,B正确;
C项: , , ,
因为 ,所以函数 在 内不存在零点,C错误;
D项: , , ,则函数 在 内存在零点,D正确,
故选:ABD.
【点睛】
关键点点睛:本题考查函数零点所在区间的判断,考查零点存在性定理的应用,若函数 在区间
上满足 ,则函数 在区间 上有零点,考查利用导数求函数单调性,考查
推理能力与计算能力,是中档题.
4.【答案】
【分析】
令 ,根据解析式,求得t的范围,将 有两个不同的零点,转化为曲线 ( 个单位
圆)与经过定点 的直线 有两个不同交点,分别作出图象,数形结合,即可求得答案.
【详解】
令 ,则由函数的定义域知 ,解得 ,且 为增函数,
所以函数 有两个不同的零点转化为关于t的方程 在区间 上有两个不等实根,
即曲线 ( 个单位圆)与经过定点 的直线 有两个不同交点.
如图,设过点P的直线与曲线 相切于点A,连接OA.
设切线 的方程为 ,即 .
由 ,得 ,解得 (正值已舍去).
又易得直线 的斜率是 ,故 ,解得 ,
即实数k的取值范围是 .
故答案为:
【点睛】
解题的关键是将方程求根问题,转换为求两图象交点问题,在根据直线与圆的位置关系,求得参数范围,
考查分析理解,数形结合思想,属基础题.
1.【答案】C
【分析】
根据零点存在性定理,若在区间 有零点,则 ,逐一检验选项,即可得答案.
【详解】
由题意得 为连续函数,且在 单调递增,
, , ,
根据零点存在性定理, ,
所以零点一定位于区间 .故选:C
2.【答案】C
【分析】
由题可知: ,化简得出结论.
【详解】
由题可知:
∴
∴
∴ (天)
∴要使河水的污染水平下降到初始时的10%,需要的时间大约是半年.
故选:C.
3.【答案】B
【分析】
函数 的零点直接求解即可,函数 的零点利用零点存在性定理求解即可,从而可得答案
【详解】
解:令 ,则 ,得 ,即 ,
令 ,则 ,得 ,即 ,
因为函数 在 上为增函数,且 ,所以 在区间 存在唯
一零点 ,且 ,
综上, ,
故选:B
4.【答案】D
【分析】
作出函数 与 的图象,对参数分类讨论,得出结论.【详解】
解:作出函数 与 的图象,
当 时,只有B一个零点;
当 时,有A,B两个零点;
当 时, 有A一个零点;
当 时,有A,C两个零点;
综上,实数 的取值范围是: 或 ,
故选:D.
5.【答案】D
【分析】
作出 的图象,令 ,可得 或 ,分别讨论在 、 、 、
、 、 、 、 和 情况下, 和 图象与
图象交点个数,即可得 零点个数,综合分析,即可得答案.
【详解】
作出 的图象,如图所示:令 ,即 ,
可得 或 ,即 或 ,
当 时, 和 均无解,此时 无零点,
当 时, 有且仅有一个根x=-1, 无解,此时 有一个零点,故A错误;
当 时, 图象与 图象有2个交点,即 有2个根,
, 图象与 无交点,即 无解,此时 有2个零点;
当 时, 图象与 图象有3个交点,即 有3个根,
, 图象与 无交点,即 无解,此时 有3个零点;
当 时, 图象与 图象有2个交点,即 有2个根,
图象与 图象有1个交点,此时 有3个零点;故B错误
当 时, 图象与 图象有1个交点,即 有1个根,
, 图象与 图象有2个交点,即 有2个根,此时 有3
个零点;
当 时, 图象与 图象有1个交点,即 有1个根,, 图象与 图象有3个交点,即 有3个根,此时 有4
个零点;
当 时, 图象与 图象有1个交点,即 有1个根,
图象与 图象有2个交点,即 有2个根,此时 有3个零点;
当 时, 图象与 图象有1个交点,即 有1个根,
, 图象与 图象有1个交点,即 有1个根,此时 有2个
零点,故C错误;
综上可得:当 恰有3个零点时, 的取值范围为 ,故D正确.
故选:D
【点睛】
解题的关键是将函数零点问题,转化为图象求交点问题,分别讨论m的范围,数形结合,即可得答案,考
查分段讨论,分析整理的能力,属中档题.
6.【答案】A
【分析】
先根据分段函数的形式确定出 时 的零点为 ,再根据 时函数解析式的特点和导数
的符号确定出 图象的“局部对称性”以及单调性,结合 所有零点的和为0可得
,从而得到参数 的取值范围.
【详解】
当 时,易得 的零点为 ,
当 时, ,
∵当 时, ,∴ 的图象在 上关于直线 对称.又 ,
当 时, ,故 单调递增,
当 时, ,故 单调递减,且 , .
因为 的所有零点之和为0,故 在 内有2个不同的零点,
且 ,解得 .
故实数a的取值范围为 .
故选:A.
【点睛】
关键点睛:本题考查分段函数的零点,已知函数零点的个数求参数的取值范围时,关键根据解析式的特点
和导数寻找函数图象的对称性和函数的单调性,最后根据零点的个数得到特殊点处函数的符号.
7.【答案】B
【分析】
首先求出 ,然后研究函数 的性质,并作出函数图象,将关于 的方程 至少有
两个实数根转化为函数 和 至少有两个交点,数形结合即可得出结果.
【详解】
,
而由于 ,所以 为奇函数,
考虑 , ,
故 在 上单调递增,在 上单调递减,
,所以 的大致图象如图:
直线 过定点,
过 和 的直线的斜率为 ,
由图可知 时,函数 和 至少有两个交点,
即方程 至少有两个实数根.
故选:B.
【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
结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点;
(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不
同的值,就有几个不同的零点.
8.【答案】A
【分析】
与 有且只有一个真实点",则f(x)=g(x)且 的方程只有一个解,即
0 0
,结合 即可求解.
【详解】
由函数 , ,得 , ,
设x为f(x)与g(x)的“真实点”,由f(x)=g(x)且 ,得 ,
0 0 0
即 ,得 ,
由于函数 与 有且只有一个“真实点”,
从而 只有一解,故 ,解得b=0,此时 , .
故选:A
【点睛】
关键点点睛:本题的关键在于由 与 有且只有一个真实点",转化为方程有唯一解问题.
9.【答案】C【分析】
函数 的零点个数为5等价于 与 的图像交点的个数为5,
然后作出函数图象,数形结合即可得出结果.
【详解】
∵偶函数 , , 是奇函数,得 ,即
, ,得 , ,即 与
的图像交点的个数,因为 ,即为 与 的图像交点的个数,因为
的图像为半圆,故由图像可知斜率 应该在 与 之间或为 ,
或 ,
故选:C.
【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
结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.(3)利用图象交点的个数:将函
数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.
10.【答案】AD【分析】
函数零点转化为方程解,每个选项验证即可解决此题.
【详解】
函数f(x)的零点即为方程f(x)=0的解.
当m=1时,解方程f(x)=0,当x<2时,4x﹣1=0,解得:x=0;
当x≥2时,2021(x﹣1)(x﹣3)=0,解得:x=1或3,只取x=3.
∴函数有两个零点0或3.∴A对;
当m=2时,解方程f(x)=0,当x<2时,4x﹣2=0,解得:x= ;
当x≥2时,2021(x﹣2)(x﹣6)=0,解得:x=2或6.
∴函数有三个零点 或2或6.∴B错;
当m=15时,解方程f(x)=0,当x<2时,4x﹣15=0,解得:x=log15<2;
4
当x≥2时,2021(x﹣15)(x﹣45)=0,解得:x=15或45.
∴函数有三个零点log15或15或45.∴C错;
4
当m=16时,解方程f(x)=0,当x<2时,4x﹣16=0,解得:x=2不成立;
当x≥2时,2021(x﹣16)(x﹣48)=0,解得:x=16或48.
∴函数有两个零点16或48.∴D对;
故选:AD.
11.【答案】(1)研发启动9年后,总投入资金是研发启动时投入资金的8倍;(2)研发启动后第5年
的投入资金增长的最多.
【分析】
(1)已知 , ,代入解析式求得 ,由 可得;
(2)求出第 年的投入资金 ,然后由基本不等式得最大值.
【详解】
解:(1)由题意知 , .
所以 解得 .所以 .令 ,得 ,解得 ,
即 ,所以 ,
所以研发启动9年后,总投入资金是研发启动时投入资金的8倍.
(2)由(1)知
第n年的投入资金 .
当且仅当 ,即 等号,此时 .
所以研发启动后第5年的投入资金增长的最多.
【点睛】
思路点睛:本题考查数列的应用,解题关键是由已知数据求出表达式中的参数值,然后由表达式进行计算
求解.第(2)解答时注意问题是第 年投入资金,因此为 ,再由基本不等式求最值,但
要注意等号成立的条件.
12.【答案】(1)最小值为 ;(2) .
【分析】
(1)求出导函数 ,确定函数 的单调性后可得最小值;
(2)确定 , 时只有一个零点,因此在 上有两个零点,由二次函数的性质可得.【详解】
(1) 时, .
当 时, ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,
此时 的极小值为 ;
当 时, 在 上单调递减,在 上单调递增,
此时 的极小值为 ;
因为 ,所以 的最小值为 ;
(2)显然 ;
因为 时, 有且只有一个零点 ,
所以原命题等价于 在 上有两个零点.
所以 ,解得 ,
故实数 的取值范围是 .
【点睛】
关键点点睛:本题考查求函数的最值,由零点个数求参数值.解题关键是求出导函数,由导函数的正负确
定单调性后得极值,比较后得最值.1.【答案】B
【分析】
设 ,利用作差法结合 的单调性即可得到答案.
【详解】
设 ,则 为增函数,因为
所以 ,
所以 ,所以 .
,
当 时, ,此时 ,有
当 时, ,此时 ,有 ,所以C、D错误.
故选:B.
【点晴】
本题主要考查函数与方程的综合应用,涉及到构造函数,利用函数的单调性比较大小,是一道中档题.
2.【答案】A
【详解】
,因为 ,所以 , ,
因此 在 上有零点,故在 上有零点;
,而 ,即 ,因此 ,故
在 上一定存在零点;
虽然 ,但 ,又 ,即,从而 ,于是 在区间 上有零点,也即在
上有零点,
排除B,C,D,那么只能选A.
3.【答案】B
【分析】
令 ,得 或 ,再根据x的取值范围可求得零点.
【详解】
由 ,
得 或 , ,
.
在 的零点个数是3,
故选B.
【点睛】
本题考查在一定范围内的函数的零点个数,渗透了直观想象和数学运算素养.采取特殊值法,利用数形结
合和方程思想解题.
4.【答案】B
【分析】
算出第二天订单数,除以志愿者每天能完成的订单配货数即可.
【详解】
由题意,第二天新增订单数为 ,
,故至少需要志愿者 名.
故选:B
【点晴】
本题主要考查函数模型的简单应用,属于基础题.
5.【答案】C
【分析】当 时, 最多一个零点;当 时,
,利用导数研究函数的单调性,
根据单调性画函数草图,根据草图可得.
【详解】
当 时, ,得 ; 最多一个
零点;
当 时, ,
,
当 ,即 时, , 在 , 上递增, 最多一个零
点.不合题意;
当 ,即 时,令 得 , ,函数递增,令 得 , ,函数递
减;函数最多有2个零点;
根据题意函数 恰有3个零点 函数 在 上有一个零点,在 ,
上有2个零点,
如图:
且 ,
解得 , , .
故选 .【点睛】
遇到此类问题,不少考生会一筹莫展.由于方程中涉及 两个参数,故按“一元化”想法,逐步分类讨
论,这一过程中有可能分类不全面、不彻底.
6.【答案】①②④
【分析】
由 可得出 ,考查直线 与曲线 的左、右支分别相切的情形,
利用方程思想以及数形结合可判断各选项的正误.
【详解】
对于①,当 时,由 ,可得 或 ,①正确;
对于②,考查直线 与曲线 相切于点 ,
对函数 求导得 ,由题意可得 ,解得 ,
所以,存在 ,使得 只有一个零点,②正确;
对于③,当直线 过点 时, ,解得 ,
所以,当 时,直线 与曲线 有两个交点,若函数 有三个零点,则直线 与曲线 有两个交点,
直线 与曲线 有一个交点,所以, ,此不等式无解,
因此,不存在 ,使得函数 有三个零点,③错误;
对于④,考查直线 与曲线 相切于点 ,
对函数 求导得 ,由题意可得 ,解得 ,
所以,当 时,函数 有三个零点,④正确.
故答案为:①②④.
【点睛】
思路点睛:已知函数的零点或方程的根的情况,求解参数的取值范围问题的本质都是研究函数的零点问题,
求解此类问题的一般步骤:
(1)转化,即通过构造函数,把问题转化成所构造函数的零点问题;
(2)列式,即根据函数的零点存在定理或结合函数的图象列出关系式;
(3)得解,即由列出的式子求出参数的取值范围.7.【答案】 .
【分析】
分别考查函数 和函数 图像的性质,考查临界条件确定k的取值范围即可.
【详解】
当 时, 即
又 为奇函数,其图象关于原点对称,其周期为 ,如图,函数 与 的图象,要使
在 上有 个实根,只需二者图象有 个交点即可.
当 时,函数 与 的图象有 个交点;
当 时, 的图象为恒过点 的直线,只需函数 与 的图象有 个交点.当
与 图象相切时,圆心 到直线 的距离为 ,即 ,得 ,函
数 与 的图象有 个交点;当 过点 时,函数 与 的图象有 个交点,
此时 ,得 .综上可知,满足 在 上有 个实根的 的取值范围为 .
【点睛】
本题考点为参数的取值范围,侧重函数方程的多个实根,难度较大.不能正确画出函数图象的交点而致误,
根据函数的周期性平移图象,找出两个函数图象相切或相交的临界交点个数,从而确定参数的取值范围.
8.【答案】130. 15.
【分析】
由题意可得顾客需要支付的费用,然后分类讨论,将原问题转化为不等式恒成立的问题可得 的最大值.
【详解】
(1) ,顾客一次购买草莓和西瓜各一盒,需要支付 元.
(2)设顾客一次购买水果的促销前总价为 元,
元时,李明得到的金额为 ,符合要求.
元时,有 恒成立,即 ,即 元.
所以 的最大值为 .
【点睛】
本题主要考查不等式的概念与性质、数学的应用意识、数学式子变形与运算求解能力,以实际生活为背景,
创设问题情境,考查学生身边的数学,考查学生的数学建模素养.
9.【答案】(1) , 千米;(2)没有超过3千米.
【详解】
(1) ,设此时甲运动到点R,则 千米,
所以 千米.
(2)当 时,乙在 上的N点,设甲在M点,所以 , ,
所以 ,
当 时,乙在Q点不动,设此时甲在M点,
所以 .
所以 .
所以当 时, ,故 的最大值没有超过了3千米.
考点:余弦定理的实际运用,函数的值域.
10.【答案】(1)f(x)在(–∞, ),( ,+∞)单调递增,在( ,
)单调递减.
(2)见解析.
【详解】
分析:(1)将 代入,求导得 ,令 求得增区间,令 求得减区
间;(2)令 ,即 ,则将问题转化为函数
只有一个零点问题,研究函数 单调性可得.
详解:(1)当a=3时,f(x)= ,f ′(x)= .令f ′(x)=0解得x= 或x= .
当x∈(–∞, )∪( ,+∞)时,f ′(x)>0;
当x∈( , )时,f ′(x)<0.
故f(x)在(–∞, ),( ,+∞)单调递增,在( , )单调递减.
(2)由于 ,所以 等价于 .
设 = ,则g ′(x)= ≥0,仅当x=0时g ′(x)=0,所以g(x)在
(–∞,+∞)单调递增.故g(x)至多有一个零点,从而f(x)至多有一个零点.
又f(3a–1)= ,f(3a+1)= ,故f(x)有一个零点.
综上,f(x)只有一个零点.
点睛:(1)用导数求函数单调区间的步骤如下:①确定函数 的定义域;②求导数 ;③由
(或 )解出相应的 的取值范围,当 时, 在相应区间上是增函数;当
时, 在相应区间上是减增函数.
(2)本题第二问重在考查零点存在性问题,解题的关键在于将问题转化为求证函数 有唯一零点,可
先证明其单调,再结合零点存在性定理进行论证.