2023高考一轮考点突破 05 复合二次型和镶嵌函数零点 讲义(Word版含解析)

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2023高考一轮考点突破 05 复合二次型和镶嵌函数零点 讲义(Word版含解析)

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05 复合二次型和镶嵌函数的零点
目录
【题型一】 一元二次复合型基础:可因式分解型 1
【题型二】 一元二次复合型:根的分布型 3
【题型三】 一元二次复合型:参变飞羽判别式、求根公式型 6
【题型四】 一元二次复合型:线性规划型(老高考) 10
【题型五】 一元二次复合型:函数性质综合型 13
【题型六】 嵌套函数基础型 16
【题型七】 嵌套函数常规型:无参数双坐标系换元转换法 18
【题型八】 嵌套函数含参型:解析式含参 20
【题型九】 嵌套函数含参型:参数在方程 24
【题型十】 嵌套函数含参型:双函数型 28
【题型十一】 嵌套函数双复合型 33
【题型一】 一元二次复合型基础型:可因式分解
【典例分析】
已知函数,若关于的方程有且仅有三个不同的实数解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先利用导函数求的单调性,根据其单调性作出的大致图像,然后结合已知条件将方程解的问题转换成交点问题即可求解.
【详解】因为,所以,当,;当,,
所以在和单调递减,在单调递增,
且当时,,,故的大致图象如图所示:
关于的方程等价于,
即或,由图知,方程有且仅有一解,则有两解,
所以,解得,故选:C.
【提分秘籍】
基本规律
1.以f(x)为变量,可转化为一元二次型
2.一元二次可通过因式分解,转化为“水平线与f(x)交点型”
【变式演练】
1.已知是定义在上的偶函数,且满足,若关于的方程有10个不同的实数解,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】求导分析的单调性、极值、边界情况,画出函数在的图象,数形结合即得解
【详解】当时,,,当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
当时,取得极小值,且,当时,;
当时,单调递增,且此时.
函 数在的图象如下图所示:
方程即,
由图象可知,在有3个实数解,由于为偶函数,故在R上有6个实数解
所以只需要有4个不同的实数解,
可得或,故选:B.
2.函数若关于的方程有五个不同的实数解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
首先根据题意得到或,再根据函数图象即可得到答案.
【详解】因为,所以,
即或,由图象可知:
有个解,所以有个解,所以或.
故选:B
3.已知函数,若关于的方程有个不同的实数解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
令,得或,将问题等价转化为直线和直线与函数的图象共有个交点,数形结合可得出实数的取值范围.
【详解】
令,即,得或,
则直线和直线与函数的图象共有个交点.
当时,,,令,得.
当时,,此时函数单调递增;
当时,,此时函数单调递减.
函数的极大值为,且当时,,如下图所示:
由于关于的方程有个不同的实数解,
由图象可知,直线与函数的图象只有一个交点,
所以,直线与函数的图象有个交点,所以,解得.
因此,实数的取值范围是.故选:D.
【题型二】 一元二次复合型:根的分布型
【典例分析】
已知函数,若关于的方程 有三个不同的实数解,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据函数的单调性,作出大致图象,设,则有三个不同的实数解,对方程进行分析,当时,不符合题意,当时,必有两根,其中,再根据二次函数的性质,即可求出结果.
【详解】由的定义域为, , 所以在上,,单调递减,
在上,,单调递增,所以,
若关于的方程有三个不同的实数解,
令,则关于的方程等价于关于的方程,作出函数的草图,如下:
由图像可知,当,方程为,此时只有一个根,不合题意,
当时,即 ,设方程有两根,分别为,
又,由图像可知, , 令,则,即解得,,又,所以的取值范围是.故选:A.
【提分秘籍】
基本规律
1.“一元二次”系数多参,无法因式分解
2.可通过分析f(x)图像,确定“水平线与f(x)”交点情况。进而确定一元二次根的范围
3.通过“根的分布”知识转化为不等式(组)求解
【变式演练】
1.已知函数,若关于的方程恰有6个不同的实数解,则的取值情况不可能的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【分析】根据函数的图像,令,则,则方程有两解,
必有,或者,利用一元二次方程的性质与二次函数的图像性质分别分析,即可得解.
【详解】如图,若要有6个不同实数解,
令,则,则有两解,必有,或者,
若①,,则,此时,得,满足,即,此时为A;若②,,此时,则,此时为D;若③,,此时,,此时为C,所以选项ACD都有可能.故选:B
2.设函数若关于x的方程恰好有六个不同的实数解,则实数a的取值范围为
A.(2-2, B.(-2-2,2-2)
C.(,+∞) D.(2-2,+∞)
【答案】A
【分析】画出的图像,利用图像,利用换元法,将方程恰好有六个不同的实数解的问题,转化为一元二次方程在给定区间内有两个不同的实数根,由此列不等式组,解不等式组求得的取值范围.
【详解】
画出的图像如下图所示,令,则方程转化为,由图可知,要使关于的将方程恰好有六个不同的实数解,则方程在内有两个不同的实数根,所以,解得.
故选:A
3.设定义域为的函数,若关于的方程有7个不同的实数解,则
A. B. C.或2 D.
【答案】B
【详解】设,作出函数图象,如图所示:
由图象可知:
当时,函数图象有2个交点,
当时,函数图象有3个交点,
当时,函数图象有4个交点,
当时,函数图象有两个交点,
当,函数图象无交点.
要使方程有7个不同的实数解,则要求对应方程中的两个根或,且∴∴故选B
【题型三】 一元二次复合型:参变分离与判别式、求根公式型
【典例分析】
已知,若关于的方程恰有3个不同的实数解(为自然对数的底数),则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】求导得,,,,分析导数的正负,单调性,最值,作出的图象,令,或,方程,转化为,令,或,分析单调性,作出图象,分两种情况:当、、,分析与交点个数,进而可得的取值范围.
解:,,,,令,得,在上,,单调递减,在上,,单调递增,所以,
在上,,单调递减,且,
在上,当时,,当时,,
在上,当时,,当时,,
作出的大致图象:
令,或,方程,即为,则,
令,或,所以在,上单调递减,,在上,当时,,当时,,
作出的大致图象如下:
①当时,与有两个交点,不妨设交点的横坐标为,,
当时,结合图象可,,
当,则方程有一个根,
当,则方程有两个根,,符合题意;
当时,,,不合题意;
②当时,与有一个交点,不妨设交点横坐标,
结合图象可得,则方程有一个根,不合题意;
综上所述,的取值范围为,故选:C.
【提分秘籍】
基本规律
对于具有特殊形式的“一元二次型”
可以通过参变分离求解参数
可以通过判别式来讨论判断
可通过求根公式来计算。
【变式演练】
1.已知函数,设关于的方程有个不同的实数解,则的所有可能的值为( )
A.3 B.1或3 C.4或6 D.3或4或6
【答案】B
【分析】由已知,,令,解得或,则函数在和上单调递增,在上单调递减,极大值,最小值.
f(x)的图象如下:
综上可考查方程的根的情况如下:
(1)当或时,有唯一实根;
(2)当时,有三个实根;
(3)当或时,有两个实根;
(4)当时,无实根.
令,则由,得,
当时,由,
符号情况(1),此时原方程有1个根,
由,而,符号情况(3),此时原方程有2个根,综上得共有3个根;
当时,由,又,
符号情况(1)或(2),此时原方程有1个或三个根,
由,又,符号情况(3),此时原方程有两个根,
综上得共1个或3个根.综上所述,的值为1或3.故选B.
2.已知函数,若关于的方程有个不同的实数解,则的所有可能的值构成的集合为______.
【答案】
【分析】
求函数的导数,判断函数的极值,作出函数的图象,设,利用根与系数之间的关系得到的两根之积,利用数形结合进行讨论求解即可.
【详解】
函数的导数为,
由,得,递增;
由,得或,递减.
即有在处取得极小值;在处取得极大值,
作出的图象,如图所示:
关于的方程,令,则,由判别式,方程有两个不等实根,,则原方程有一正一负实根.而,即当,则,此时和的图象有两个交点,与 的图象有1个交点,此时共有3个交点,
当,则,此时和 的图象有1个交点,与的图象有2个交点,此时共有3个交点,
当,则,此时和 的图象有3个交点,与的图象有0交点,此时共有3个交点,
当,则,此时和 的图象有2个交点,与的图象有1个交点,此时共有3个交点,
当,则,此时和 的图象有1个交点,与 的图象有2个交点,此时共有3个交点,
当,则,此时和的图象有0个交点,与的图象有3个交点,此时共有3个交点,
综上,方程恒有3个不同的实数解,即,
即的所有可能的值构成的集合为,故答案为.
3.已知,关于的不等式有且只有一个整数解,则实数的最大值是____.
【答案】8【分析】
先作出函数图像,再根据 a,b的正负性,结合函数图象讨论求解.
【详解】作出的函数图象如图所示:
(1)若,则,
当时,无解;
当时,,
由图象可知不可能只有一个整数解;
当时,,
若只有一个整数解,由图象可知此整数解必为.
又(3),(4),故而,即.
(2)若,由可得.
,由图象可知有两个整数解,,
至少含有两个整数解,不符合题意.
综上,的最大值为8.故答案为:8.
【题型四】 一元二次复合型(老高考):线性规划型
【典例分析】
已知函数,若方程有7个不同的实数解,则的取值范围( )
A.(2,6) B.(6,9) C.(2,12) D.(4,13)
【答案】C
【分析】
先画出的图象,设,由图象可转化问题为有3个解,有4个解,则分别讨论①,;②,;③,,再利用线性规划求解.
【详解】
由题,当时,;
当时,,
当时,;当,,所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,
当时,,则;当时,,则,
画出的图象,如图所示,
因为有7个不同的实数解, 设,则,
设为方程的解,则由图象可知有3个解,有4个解,
①,,将代入方程中可得,与条件矛盾,舍去;
②,,设,
则,即,则可行域如图所示,设,即,
平移直线,与点相交时截距最小,与点相交时截距最大,因为点,点,所以;
③,,则,即,则可行域如图所示,即为线段,
平移直线,与点相交时截距最小,与点相交时截距最大,
因为点,点,所以,
综上,,故选:C
【提分秘籍】
基本规律
“一元二次型”系数多参,对于根的分布得到的不等式(组),可借助线性规划求解多参式的范围或者最值
【变式演练】
1.已知函数 ,方程有六个不同的实数解,则的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】作函数的图象,从而利用数形结合知有2个不同的正实数解,且其中一个在上,一个在上,利用数形结合思想列出关于的不等式组,结合线性规划知识可得结果.
【详解】作函数的图象如下,
∵关于的方程有6个不同实数解,令,
∴有2个不同的正实数解,其中一个在上,一个在上;故,
其对应的平面区域如下图所示:故当,时,取最大值11,当,时,取最小值3,则的取值范围是。故选D.
2.已知函数,若关于x的方程有8个不同的实数根,则b+c的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
函数f(x)的图像如上图所示,显然直线y=1与图像有4个交点,且函数图像与x轴有3个交点.设t=f(x),则.①当该方程无解时,显然关于x的方程无实数解;②当该方程有1个解时,显然关于x的方程最多有4个解; 当该方程有两个不等的实数解时,关于x的方程可能会出现8个实数解,但需有…(*).将b看作自变量、c看作因变量,于是设,则z可看作是直线在c轴上的截距.不等式组(*)表示的平面区域如下图所示曲边三角形OPQ的内部且包含线段OQ(除端点).显然当直线过点O时截距最小即z最小,当过点P(2,1)时,截距最大即z最大,但因为不等式组表示的区域不包含点O,点P,所以,故选D.
【题型五】 一元二次复合型:函数性质综合型
【典例分析】
已知偶函数满足,且当时,,若关于的方程在上有300个解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
根据偶函数和得出函数的周期为,作出函数在内的图象,根据周期性可知关于的方程在上有个解,结合图象分析可得关于的方程在区间和内各有一个实根,根据二次方程实根的分布,列不等式组即可解得结果.
【详解】
因为偶函数满足,所以,
所以函数是周期为的周期函数,
因为当时,,
所以当时,,所以,
即当时,,
作出函数在一个周期内的图象如图:
因为关于的方程在上有300个解,所以关于的方程在上有个解,
结合图象可知必有两个值,一个大于1小于2,另一个大于且小于,
等价于关于的方程在区间和内各有一个实根,
令,则,所以,解得.
故选:B.
【提分秘籍】
基本规律
1.所给函数f(x)为抽象函数。
2.所给函数“不完全”,需要借助奇偶性等函数性质求解解析式或者研究图像特征。
【变式演练】
1.已知函数是定义在的偶函数,且.当时,,若方程有300个不同的实数根,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
首先由已知确定函数的周期是4,利用导数研究在 上的性质,单调性、极值,结合偶函数性质作出在上的图象, 的定义域是含有50个周期,方程有300个不同的实数根,那么在 的一个周期内有6个根,令,可知方程有两个不等实根 ,且,,由二次方程根的分布知识可得解.
【详解】
由知函数的周期为4,当 时,,则 ,当时,, 递减,当时,, 递增,,又 是偶函数,作出在上的图象,如图.
函数的周期是4,定义域为,含有50个周期,
方程有300个不同的实数根,因此在一个周期内有6个根(这里 ,不是方程的根).
令,方程有两个不等实根 ,且, ,设,则 ,解得.
故选:A.
2.设表示,两者中较大的一个,已知定义在的函数,满足关于的方程有个不同的解,则的取值范围为
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题干得到或,画出函数的图像,找和与的交点个数使得交点有6个即可.
【详解】
由,可得或.函数的图像如图所示,所以,解得.
故答案为C.
3.定义在上的函数满足,且当时,若关于的方程(,)有且只有6个不同的实数根,则实数的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】
由题设可知函数是偶函数,其图像关于轴对称,画出其函数图像如图,容易算得当;当.结合图像可以看出:当两根中的且另一个根时,关于的方程(,)的恰有六个不同实数根,结合图像并依据根与系数的关系可得且,即且,故实数的取值范围是,应填答案A.
点睛:本题设置的目的旨在考查函数与方程思想、等价转化与化归的思想及运用所学知识分析问题解决问题的能力.求解时充分借助题设条件与函数图像的对称性,准确画出函数的图像,然后再分析方程有六个根的条件,找出两个根的分布情况,再分析探求参数的取值范围,从而使得问题获解.
【题型六】 嵌套函数基础型
【典例分析】
定义域和值域均为[﹣a,a](常数a>0)的函数y=f(x)和y=g(x)的图象如图所示,方程g[f(x)]=0解得个数不可能的是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【解析】
【分析】
由图象知有一个上的正根,结合图象可知根的个数.
【详解】
因为时,有唯一解,
不妨设唯一解为,由图象可知,
则由g[f(x)]=0可得,
因为,由图象可知,可能有1根,2根,3个根,不可能又4个根,
故选:D
【提分秘籍】
基本规律
1.嵌套函数自身互嵌型:f(f(x))
2.嵌套函数双函数互嵌型:f(g(x))
【变式演练】
1.若和都是定义在上的函数,且方程有实数解,则下列式子中可以为的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】由方程有实数解可得,再用替代,即 有解,逐个判断选项即可得出答案.
【详解】
由方程有实数解可得,再用替代,即 有解.
对于A,,即,方程有解,故A正确;
对于B,,即,方程无解,故B错误;
对于C,当令,因为,,
由零点的存在性定理可知,在上存在零点,所以方程有解,故选项C正确;
对于D,当时,为方程的解,所以方程有解,故选项D正确.
故选:ACD.
2.已知两函数和都是定义在上的函数,且方程有实数解,则有可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
先设是方程的一个根,得到,,再令,得到,进而得到方程有解,再逐项判断,即可得出结果.
【详解】
解:设是方程的一个根,则,故
再令,则,
即方程有解;
A选项,方程可化为,,故无实数解;
B选项,方程可化为,显然无实数解;
C选项,方程可化为,,故有实数解;
D选项,方程可化为,,故无实数解;
故选:C
3.若和是定义在实数集上的函数,且方程有实数解,则不可能是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由题设令为原方程的解:可得,即可将问题转化为是否有实数解,根据各选项函数,应用数形结合确定正确选项.
【详解】设为的实数解,即,令,则.
∴,即为的实数解,有实数解,
∴结合各选项的函数,判断与是否有交点即可,如下图示:
由图知:当时无交点,无实数解,故选:C.
【题型七】 嵌套函数常规型:无参双坐标系换元转换法
【典例分析】
已知函数,则方程的根的个数为( )
A.7 B.5 C.3 D.2
【答案】A
【分析】
令,先求出方程的三个根,,,然后分别作出直线,,与函数的图象,得出交点的总数即为所求结果.
【详解】
令,先解方程.
(1)当时,则,得;
(2)当时,则,即,解得,.
如下图所示:
直线,,与函数的交点个数为、、,
所以,方程的根的个数为,故选A.
【提分秘籍】
基本规律
嵌套函数基础方法理解
可换元
可通过换元构造“双坐标系”,注意对应的横纵坐标变量以及含义。
【变式演练】
1.已知定义在上的单调函数满足对,则方程的解所在区间是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
利用函数的单调性及可得,再利用可求函数的解析式,求出后可估计的解所处的区间.
【详解】
因为为单调函数且,则必是常数,
故设,其中为常数,
故,因为,
令,故,故为上的增函数,
因为时,,故方程有且仅有一个解,
故,
而方程可化为,整理得到,
令,故为上的单调增函数,
而,,故方程的根在区间中,故选C.
2.已知函数,则函数的零点的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】C①当时,,则.
∴当时,;当时,.∴在时取得极大值为3
∵,,∴函数在,上各有1个零点
②当时,,,的零点为2和3.
由,得或或或,其中,.
结合函数的图象可知,方程的解的个数为2,方程的解的个数为1,方程的解的个数为3,方程的解的个数为2.∴函数的零点的个数为8个.
【题型八】 嵌套函数含参型:解析式含参
【典例分析】
已知,若关于x的方程仅有一解,则a的取值范围是_______.
【答案】
【分析】可判断a≠0,从而由分段函数判断方程的解的个数即可.
【详解】若,则方程有无数个解,故;
或(舍去),或或
关于x的方程仅有一解,在上无解,
综_上所述, a的取值范围是.
故答案为:
【提分秘籍】
基本规律
1.引入参数
2.参数在所给的母函数内。
3.参数在解析式或者定义域中,分别对函数图像的影响
4.授课时讲清楚因为参数而造成的“动图”,可以引导学生借助画分解图来增加理解。
5.教师授课时可以借助几何画板展示,但是对于学生,特别是普通程度学生,要引导学生手工画“分解图”增加实战能力。
【变式演练】
1.已知函数,若关于的方程有8个不同的实数解,则实数的取值可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】
结合题意可先对进行分类:分及两种情况,结合函数的零点性质分别进行求解.
【详解】
解:由题意可得时,在上单调递增,显然方程有8个不同的实数解不成立;
当时,令,
则由得,,,,
又方程有8个不同的实根,
由题意结合可得,即,解得,故选:ABC.
2.已知函数,若函数恰好有4个不同的零点,则实数t的取值范围是________.
【答案】或
【分析】
令,则,将函数的零点问题分解成两个步骤完成,先求的值,再求的值,对分5种情况进行讨论,结合函数图象,即可得答案;
【详解】
因为在上恒成立,所以在上单减,
令,则.
(ⅰ)当时,只有,显然不成立
(ⅱ)当时,,,此时如图:
有四个交点,∴满足题意.
(ⅲ)当时,如图1,由得,.由得或,
由且,知.要使有4个不同的零点,必须由得或,
此时,解得,(舍去),又在恒成立,
所以在上为增函数,所以.
(ⅳ)当时,由,,得,此时满足题意.
(ⅴ)当时,如图2,由得,.
要使有4个不同的零点,必须,此时,所以.
综上,实数t的取值范围是或.
3.已知,设函数,存在满足,且,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】
求得关于对称所得函数的解析式,通过构造函数,结合零点存在性列不等式,由此求得的取值范围.
【详解】
由于存在满足,且,所以图象上存在关于对称的两个不同的点.
(1)对于,交换得,
即,
构造函数(),所以的零点满足,
由得,
由得,即

由于,所以解得.
(2)设,则M关于y=x对称的点在上,由,得,则,
当时,①,,
两式相减,得,所以②,
将②代入①,得,又,所以,
令,则,,
即,解得,综上,a的取值范围为.故答案为:
【题型九】 嵌套函数含参型:参数在方程
【典例分析】
已知函数,则方程恰好有6个不同的解,则实数的取值范围为
【答案】
【分析】
令,,作出图象,作出图像,通过图象分析解的各种情况.
【详解】令,,作出图象,作出图像,
时,有两根,设为,,则,,
即,此时有2个根,,此时有2个根,共4个根,不满足条件.
时,,解得或或6,即,无解,
,2解,,2解,共4个解,不满足条件.
时,,有四个根,设为,,,,
其中,,,,即,无解,
,无解,,2解,,2解,共4个解,不满足条件.
时,有4个根,0,2,,(),
,1解,,1解,,2解,,2解,共6解,满足条件.
时,,有3个根,设为,,,其中,,,
即有2解,有2解,有2解,共6解,满足条件.
时,,有两根和3,有2个根,
有2个根,共4个根,不满足条件,
综上.故答案为.
【提分秘籍】
基本规律
1.解析式无参,很容易画出图像
2.“方程”中有参。
【变式演练】
1.已知函数,若方程恰有个实根,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
利用基本不等式计算得出,由题意可知,关于的方程有两个不等的实根、,且、,然后作出函数的图象,数形结合可得出实数的取值范围.
【详解】,,设.
当时,由基本不等式可得,当且仅当时,等号成立,
当时,由基本不等式可得,
当且仅当时,等号成立.所以,.
当时,.
作出函数的图象如下图所示:
由于方程恰有个实根,则关于的方程有两个实根、,设.
若,则,此时关于的方程的另一实根,
直线与函数的图象只有一个交点,直线与函数的 图象有两个交点,
此时,关于的方程恰有个实根,不合乎题意;
若,则,则关于的方程的另一实根,直线与函数的图象有且只有一个交点,
直线与函数的 图象有两个交点,
此时,关于的方程恰有个实根,不合乎题意;
所以,关于的方程有两个不等的实根、,且、,
由图象可知,或.故选:D.
2.已知,若有四个不同的解,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
根据导函数分别讨论两个函数的单调性,将问题转化为讨论的根的个数.
【详解】是定义在R上的偶函数,
讨论当x>0时,,
当,,
所以>0,
即函数在单调递增,单调递减,
,,
考虑在单调递减,
所以必存在使得,,则,,
,。在单调递增,单调递减,
所以由洛必达法则:,
,,若有四个不同的解,考虑,
若,则=0仅有两根,不合题意;所以,两根,设
一共有四个根,当,无解,
当,,一共四个不同实根,此时,
三个实根,两个实根,不合题意,
综上所述.故选:D
3.已知函数f(x)=x+sin x+,且方程f(|f(x)|-a)=0有两个不同的实数根,则实数a的取值范围是(  )
A.[0,+∞) B.(0,+∞)
C.[-1,2) D.(-1,2)
【答案】B
【解析】
【详解】
由于f(-x)=-f(x),所以函数f(x)为奇函数,图象关于原点对称.由于(x+sin x)′=1+cosx≥0,且=1-为增函数.故f(x)为R上的增函数,且f(0)=0.所以|f(x)|-a=0,即|f(x)|=a有两个不同的实数根,|f(x)|的图象是由f(x)图象的将x<0的部分关于x轴对称翻折上来,x>0部分保持不变所得,所以a∈(0,+∞).选B.
【题型十】 嵌套函数含参型:双函数型
【典例分析】
已知,函数,,若函数有4个零点,则实数的取值范围是______.
【答案】
【分析】
画出函数的图像,对分成,等种情况,研究零点个数,由此求得的取值范围.
【详解】
令,画出函数的图像如下图所示,由图可知,
(1)当或时,存在唯一,使,而至多有两个根,不符合题意.
(2)当时,由解得,由化简得,其判别式为正数,有两个不相等的实数根;由化简得,其判别式为正数,有两个不相等的实数根.由于上述四个实数根互不相等,故时,符合题意.
(3)当时,由解得,由化简得,其判别式为负数,没有实数根;由化简得,其判别式为正数,有两个不相等的实数根.故当时,不符合题意.
(4)当时,由,根据图像可知有三个解,不妨设.
即即.
i)当时,,故①②③三个方程都分别有个解,共有个解,不符合题意.
ii)当时,,①有个解,②③分别有个解,共有个解,不符合题意.
iii)当时,,①无解,②③分别有个解,共有个解,符合题意.
iv)当时,,①无解,②有个解,③有两个解,共有个解,不符合题意.
v)当时,,①无解,②无解,③至多有个解,不符合题意.
综上所述,的取值范围是.
【提分秘籍】
基本规律
1.f(x)与g(x)型
2.多为一分段一个是常规函数
【变式演练】
1.设函数若函数有六个不同的零点,则实数a的取值范围为________.
【答案】.
【分析】利用数形结合即求.
【详解】函数的零点即为方程的解,也即的解,
令,则原方程的解变为方程组的解,
作出函数和直线的图象如图所示.
由图可知,当时,有两个不同的x与之对应;
当时,有一个x与之对应,当时,没有x与之对应.
由方程组有六个不同的x解知,需要方程②有三个不同的t,且都大于,
作出函数和直线的图象如图所示,
由图可知当时满足要求,综上,实数a的取值范围为.
故答案为:
2.已知函数,若关于x的方程有四个不同的解,则实数m的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,根据的解析式,可得的单调性、奇偶性,即可作出的图象,即可求得t的最小值,利用导数判断的单调性,结合t的范围,作出的图象,数形结合,可得 时,的图象与图象有2个交点,此时与分别与有2个交点,即即有四个不同的解,满足题意,即可得答案.
【详解】设,则有四个不同的解,因为,
所以为偶函数,且当时,为增函数,所以当时,为减函数,
所以,即,当时,,
则,令,解得,
所以当时,,为减函数,当时,,为增函数,
又,作出时的图象,如图所示:
所以当时,的图象与图象有2个交点,且设为,
作出图象,如下图所示:
此时与分别与有2个交点,即有四个不同的解,满足题意.
综上实数m的取值范围为.故选:A
3.已知函数f(x)=x+sin x+,且方程f(|f(x)|-a)=0有两个不同的实数根,则实数a的取值范围是(  )
A.[0,+∞) B.(0,+∞)
C.[-1,2) D.(-1,2)
【答案】B
【解析】
【详解】
由于f(-x)=-f(x),所以函数f(x)为奇函数,图象关于原点对称.由于(x+sin x)′=1+cosx≥0,且=1-为增函数.故f(x)为R上的增函数,且f(0)=0.所以|f(x)|-a=0,即|f(x)|=a有两个不同的实数根,|f(x)|的图象是由f(x)图象的将x<0的部分关于x轴对称翻折上来,x>0部分保持不变所得,所以a∈(0,+∞).选B.
4.已知,函数,,若关于的方程有6个解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
令,画出与的图象,则方程的解有3个,由图象可得,.且三个解分别为,,再由,应用判别式大于0,分别求解,最后求交集即可.
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,,即恒成立,
故的取值范围为.故选:A.
【题型十一】嵌套函数双复合型
【典例分析】
已知函数,则函数的零点个数是( )
A.7 B.6 C.5 D.4
【答案】A【解析】分析:令 函数的零点个数问题 的根的个数问题.结合图象可得的根,方程 有1解,有3解,有3解.从而得到函数的零点个数
详解:令 函数的零点个数问题 的根的个数问题.即 的图象如图,结合图象可得的根 方程 有1解,有3解,有3解.
综上,函数的零点个数是7.
【提分秘籍】
基本规律
多以题型为主
【变式演练】
1.已知函数,则函数的零点个数是( ).
A. B. C. D.
【答案】A【解析】令t=f(x),F(x)=0,则f(t) 2t =0,分别作出y=f(x)和直线y=2x+,由图象可得有两个交点,横坐标设为t1,t2,则t1=0,12.已知函数,则方程(是自然对数的底数)的实根个数为__________.
【答案】6
【分析】
令,原方程可得,利用数形结合判断与交点个数及交点横坐标的范围,再根据横坐标判断时交点的个数,即为实根的个数.
【详解】
令,方程为:,即,
与 的性质如下:
1、:在上单调递增,值域为;上递增,上递减,
值域为且、;上单调递增,值域为;
2、:过定点,定义域上单调递减;
∴可得函数图象如下图示,
∴共有三个交点,横坐标分别为 ,且,
∴当,显然无解;当时,有四个实根;当时,有两个实根,
∴如下图示:一共有6个实根.
故答案为:605 复合二次型和镶嵌函数的零点
【题型一】 一元二次复合型基础型:可因式分解
【典例分析】
已知函数,若关于的方程有且仅有三个不同的实数解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【提分秘籍】
基本规律
1.以f(x)为变量,可转化为一元二次型
2.一元二次可通过因式分解,转化为“水平线与f(x)交点型”
【变式演练】
1.已知是定义在上的偶函数,且满足,若关于的方程有10个不同的实数解,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.函数若关于的方程有五个不同的实数解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.已知函数,若关于的方程有个不同的实数解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型二】 一元二次复合型:根的分布型
【典例分析】
已知函数,若关于的方程 有三个不同的实数解,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【提分秘籍】
基本规律
1.“一元二次”系数多参,无法因式分解
2.可通过分析f(x)图像,确定“水平线与f(x)”交点情况。进而确定一元二次根的范围
3.通过“根的分布”知识转化为不等式(组)求解
【变式演练】
1.已知函数,若关于的方程恰有6个不同的实数解,则的取值情况不可能的是( )
A., B.,
C., D.,
2.设函数若关于x的方程恰好有六个不同的实数解,则实数a的取值范围为
A.(2-2, B.(-2-2,2-2)
C.(,+∞) D.(2-2,+∞)
3.设定义域为的函数,若关于的方程有7个不同的实数解,则
A. B. C.或2 D.
【题型三】 一元二次复合型:参变分离与判别式、求根公式型
【典例分析】
已知,若关于的方程恰有3个不同的实数解(为自然对数的底数),则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【提分秘籍】
基本规律
对于具有特殊形式的“一元二次型”
可以通过参变分离求解参数
可以通过判别式来讨论判断
可通过求根公式来计算。
【变式演练】
1.已知函数,设关于的方程有个不同的实数解,则的所有可能的值为( )
A.3 B.1或3 C.4或6 D.3或4或6
2.已知函数,若关于的方程有个不同的实数解,则的所有可能的值构成的集合为______.
3.已知,关于的不等式有且只有一个整数解,则实数的最大值是____.
【题型四】 一元二次复合型(老高考):线性规划型
【典例分析】
已知函数,若方程有7个不同的实数解,则的取值范围( )
A.(2,6) B.(6,9) C.(2,12) D.(4,13)
【提分秘籍】
基本规律
“一元二次型”系数多参,对于根的分布得到的不等式(组),可借助线性规划求解多参式的范围或者最值
【变式演练】
1.已知函数 ,方程有六个不同的实数解,则的取值范围是
A. B. C. D.
2.已知函数,若关于x的方程有8个不同的实数根,则b+c的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型五】 一元二次复合型:函数性质综合型
【典例分析】
已知偶函数满足,且当时,,若关于的方程在上有300个解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【提分秘籍】
基本规律
1.所给函数f(x)为抽象函数。
2.所给函数“不完全”,需要借助奇偶性等函数性质求解解析式或者研究图像特征。
【变式演练】
1.已知函数是定义在的偶函数,且.当时,,若方程有300个不同的实数根,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.设表示,两者中较大的一个,已知定义在的函数,满足关于的方程有个不同的解,则的取值范围为
A. B.
C. D.
3.定义在上的函数满足,且当时,若关于的方程(,)有且只有6个不同的实数根,则实数的取值范围是
A. B. C. D.
【题型六】 嵌套函数基础型
【典例分析】
定义域和值域均为[﹣a,a](常数a>0)的函数y=f(x)和y=g(x)的图象如图所示,方程g[f(x)]=0解得个数不可能的是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【提分秘籍】
基本规律
1.嵌套函数自身互嵌型:f(f(x))
2.嵌套函数双函数互嵌型:f(g(x))
【变式演练】
1.若和都是定义在上的函数,且方程有实数解,则下列式子中可以为的是( )
A. B.
C. D.
2.已知两函数和都是定义在上的函数,且方程有实数解,则有可能是( )
A. B. C. D.
3.若和是定义在实数集上的函数,且方程有实数解,则不可能是
A. B.
C. D.
【题型七】 嵌套函数常规型:无参双坐标系换元转换法
【典例分析】
已知函数,则方程的根的个数为( )
A.7 B.5 C.3 D.2
【提分秘籍】
基本规律
嵌套函数基础方法理解
可换元
可通过换元构造“双坐标系”,注意对应的横纵坐标变量以及含义。
【变式演练】
1.已知定义在上的单调函数满足对,则方程的解所在区间是
A. B. C. D.
2.已知函数,则函数的零点的个数为( )
A. B. C. D.
【题型八】 嵌套函数含参型:解析式含参
【典例分析】
已知,若关于x的方程仅有一解,则a的取值范围是_______.
【提分秘籍】
基本规律
1.引入参数
2.参数在所给的母函数内。
3.参数在解析式或者定义域中,分别对函数图像的影响
4.授课时讲清楚因为参数而造成的“动图”,可以引导学生借助画分解图来增加理解。
5.教师授课时可以借助几何画板展示,但是对于学生,特别是普通程度学生,要引导学生手工画“分解图”增加实战能力。
【变式演练】
1.已知函数,若关于的方程有8个不同的实数解,则实数的取值可能是( )
A. B.
C. D.
2.已知函数,若函数恰好有4个不同的零点,则实数t的取值范围是________.
3.已知,设函数,存在满足,且,则的取值范围是______.
【题型九】 嵌套函数含参型:参数在方程
【典例分析】
已知函数,则方程恰好有6个不同的解,则实数的取值范围为
【提分秘籍】
基本规律
1.解析式无参,很容易画出图像
2.“方程”中有参。
【变式演练】
1.已知函数,若方程恰有个实根,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.已知,若有四个不同的解,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
3.已知函数f(x)=x+sin x+,且方程f(|f(x)|-a)=0有两个不同的实数根,则实数a的取值范围是(  )
A.[0,+∞) B.(0,+∞)
C.[-1,2) D.(-1,2)
【题型十】 嵌套函数含参型:双函数型
【典例分析】
已知,函数,,若函数有4个零点,则实数的取值范围是______.
【提分秘籍】
基本规律
1.f(x)与g(x)型
2.多为一分段一个是常规函数
【变式演练】
1.设函数若函数有六个不同的零点,则实数a的取值范围为________.
2.已知函数,若关于x的方程有四个不同的解,则实数m的取值集合为( )
A. B. C. D.
3.已知函数f(x)=x+sin x+,且方程f(|f(x)|-a)=0有两个不同的实数根,则实数a的取值范围是(  )
A.[0,+∞) B.(0,+∞)
C.[-1,2) D.(-1,2)
4.已知,函数,,若关于的方程有6个解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型十一】嵌套函数双复合型
【典例分析】
已知函数,则函数的零点个数是( )
A.7 B.6 C.5 D.4
【提分秘籍】
基本规律
多以题型为主
【变式演练】
1.已知函数,则函数的零点个数是( ).
A. B. C. D.
2.已知函数,则方程(是自然对数的底数)的实根个数为__________.

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