备考2024届高考数学一轮复习强化训练第二章函数第7讲函数的零点与方程的解
展开A.0B.1C.2D.3
解析 f(x)=ex-2 023|x-2|=ex-2023(x-2),x≥2,ex+2 023(x-2),x<2,当x≥2时,f(x)=ex-
2 023x+4 046,则f'(x)=ex-2 023,由f'(x)>0,得x>ln 2 023,由f'(x)<0,得2≤x<ln 2 023,所以f(x)在[2,ln 2 023)上单调递减,在(ln 2 023,+∞)上单调递增,所以f(x)在[2,+∞)上的最小值为f(ln 2 023)=eln 2 023-2 023ln 2 023+4 046=2 023(3-ln 2 023)<0.因为f(2)=e2-2 023×2+4 046=e2>0,f(ln 2 0232)=eln2 0232-2 023ln 2 0232+4 046=2 023(2 025-2ln 2 023)>0,所以f(x)在[2,
ln 2 023)和(ln 2 023,+∞)上各有一个零点.
当x<2时,f(x)=ex+2 023x-4 046,则f'(x)=ex+2 023>0,所以f(x)在
(-∞,2)上单调递增,因为f(2)=e2-2 023×2+4 046=e2>0,f(0)=e0-4 046=-4 045<0,所以f(x)在(-∞,2)上有一个零点.
综上,f(x)共有3个零点,故选D.
2.[命题点3角度1/2023天津高考]若函数f(x)=ax2-2x-|x2-ax+1|有且仅有两个零点,则a的取值范围为 (-∞,0)∪(0,1)∪(1,+∞) .
解析 当a=1时,函数f(x)只有一个零点-1,不符合题意;当a=0时,函数f(x)只有一个零点-1,不符合题意;当a=-1时,函数f(x)有两个零点,分别为-1和-12,符合题意.
若a≠0且a≠±1,分以下两种情况:
①当x2-ax+1≥0时,f(x)=ax2-2x-|x2-ax+1|=ax2-2x-(x2-ax+1)=(a-1)x2+(a-2)x-1=(x+1)[(a-1)x-1].令f(x)=0,由a≠0且a≠±1,得x1=-1,x2=1a-1,且x1≠x2.当x=-1时,由x2-
ax+1≥0,得a≥-2;当x=1a-1时,由x2-ax+1≥0得a≤2,故当x2-ax+1≥0时,
-2≤a≤2,且a≠0,a≠±1.
②当x2-ax+1<0时,f(x)=ax2-2x-|x2-ax+1|=ax2-2x+(x2-ax+1)=(a+1)x2-(a+2)x+1=(x-1)[(a+1)x-1],令f(x)=0,由a≠0且a≠±1,得
x3=1,x4=1a+1,且x3≠x4.
同理,当x=1时,a>2;当x=1a+1时,a<-2.
综上,a的取值范围为(-∞,0)∪(0,1)∪(1,+∞).
3.[命题点3角度1]已知函数f(x)=lnx,x>1,1-x3,x≤1,若函数y=f(x)-a(x-1)恰有三个零点,则实数a的取值范围是( C )
A.(-34,0)B.(-∞,-34)
C.(-3,-34)D.(0,1)
解析 作出函数f(x)=lnx,x>1,1-x3,x≤1的图象,如图所示.①当直线
y=a(x-1)与曲线y=ln x相切于点(1,0)时,a=1,故当a=0或a≥1时,直线y=a(x-1)与函数f(x)的图象恰有一个交点,当0<a<1时,直线y=a(x-1)与函数f(x)的图象恰有两个交点;②当直线y=a(x-1)与曲线y=1-x3(x≤1)相切时,设切点的坐标为(x0,1-x03)(x0≤1),则a(x0-1)=1-x03,且a=-3x02,所以-3x02(x0-1)=1-x03,解得x0=1,此时a=-3,或x0=-12,此时a=-34,当-34<a<0时,直线y=a(x-1)与函数f(x)的图象恰有一个交点,当a=-34或a≤-3时,直线y=a(x-1)与函数f(x)的图象恰有两个交点,当-3<a<-34时,直线y=a(x-1)与函数f(x)的图象恰有三个交点.综上可知,实数a的取值范围是(-3,-34).故选C.
4.[思维帮角度1/2023鄂东南省级示范高中联考]已知函数f(x)=3x+33,x≤1,|lg3(x-1)|,x>1,则函数F(x)=f[f(x)]-3f(x)-12的零点个数是( B )
A.6B.5C.4D.3
解析 当x≤1时,f(x)=3x+33=3x-1+1,先作出函数y=3x的图象,然后将其向右平移1个单位长度,最后向上平移1个单位长度,取其在x≤1的部分,就得到函数f(x)在
(-∞,1]上的图象,如图1所示,则函数f(x)在(-∞,1]上单调递增,且f(x)>1;当x>1时,f(x)=|lg3(x-1)|,先作出函数y=lg3x的图象,再将其向右平移1个单位长度,最后将x轴下方的图象关于x轴翻折,就得到函数f(x)=|lg3(x-1)|的图象,如图1所示.
图1
令F(x)=f[f(x)]-3f(x)-12=0,f(x)=t,则f(t)-3t-12=0,即f(t)=3t+12,如图2,作出直线y=3x+12,由图2可知,直线y=3x+12与函数y=f(x)的图象在0<x<1与1<x<2时各有一个交点.
图2
所以方程f(t)-3t-12=0有两个不等实根t1,t2,其中0<t1<1,1<t2<2.
如图3,因为0<t1<1,所以直线y=t1和y=f(x)的图象有两个交点,即方程f(x)=t1有两个不等实根;
因为1<t2<2,所以直线y=t2和y=f(x)的图象有三个交点,即方程f(x)=t2有三个不等实根.
图3
综上,函数F(x)=f[f(x)]-3f(x)-12共有5个零点,故选B.
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