- 函数的概念与基本初等函数
- 共8430题
已知函数
27.设
28.证明:存在,使得
在区间
内恒成立,且
在
内有唯一解.
正确答案
当时,
在区间
上单调递增, 在区间
上单调递减;当
时,
在区间
上单调递增.【考查方向】本题考查导数的运算、导数在研究函数中的应用、函数的零点等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力、创新意识,考查函数与方程、数形结合、分类与整合,化归与转化等数学思想.
解析
由已知,函数的定义域为
,
,
所以.
当时,
在区间
上单调递增,
在区间
上单调递减;
当时,
在区间
上单调递增.
解题思路
首先对函数求导,得
,然后再求导得
.利用导数的符号即得其单调性.此题分
和
两种情况讨论.
易错点
不会确定分类的标准导致出错或不分类;
正确答案
详见解析.
解析
由,解得
.
令.
则,.
故存在,使得
.
令,.
由知,函数
在区间
上单调递增.
所以.
即.
当时,有
,.
由(1)知,函数在区间
上单调递增.
故当时,有
,从而
;
当时,有
,从而
;
所以,当时,
.
综上所述,存在,使得
在区间
内恒成立,且
在
内有唯一解.
考查方向
解题思路
要使得在区间
内恒成立,且
在
内有唯一解,则这个解
应为极小值点,且极小值为0
.所以我们应考虑求
的极小值.由
,解得
,代入
得
.是否存在令
使得
呢?为此,令
.
因为,故存在
,使得
.接下来的问题是,此时的
是否满足
呢?令
.由
知,函数
在区间
上单调递增.所以
.即
.
当时,有
.由(1)知,函数
在区间
上单调递增.
故当时,有
,从而
;当
时,有
,从而
;所以,当
时,
.
易错点
找不到解决问题的思路导致无法入手。
15.若函数存在唯一的零点,则实数t的取值范围为 ▲ .
正确答案
解析
∵当x=0时无零点,
考查方向
解题思路
1)对函数当x=0时进行讨论不成立
2)当
3)讨论进行讨论单调性
4)借助单调性及其最值得出结论
易错点
本题易错在分类不清或者对单调性判断错误
知识点
11.已知函数,当
时,
.若函数
有唯一零点,则
的取值范围是( )
正确答案
解析
由知当
时有
即
,由函数
有唯一零点知
使得
,令h(x)=ax+a,在同一直角坐标系中作出f(x)和h(x)的图像(如图)y=ax+a的图像恒过定点(-1,0),由图可知
因此A选项不正确,B选项不正确,C选项不正确,所以选D选项。
考查方向
解题思路
由已知求出f(x)的解析式,由函数有唯一零点知
使得
,令h(x)=ax+a,在同一直角坐标系中作出f(x)和h(x)的图像,从而求出它们仅有一个交点时的a的取值范围。
易错点
1、不会求f(x)的表达式,2,不能通过图像法去理解两个函数的交点个数问题。
知识点
10.已知定义在R上的奇函数y=f(x)的图像关于直线x=1对称,当-1≤x<0时,f(x)=-,则方程f(x)-
=0在(0,6)内的零点之和为
正确答案
解析
根据性质做出图像
共有4个零点ABCD,且AB关于x=1对称
CD关于x=5对称
考查方向
解题思路
1)根据函数性质得出函数在(0,6)上的图像,
2)数形结合得到零点
3)根据对称性得出零点间关系
易错点
主要易错于函数图像不能有效的画出
知识点
16.已知函数f(x)= cos2x +asinx在区间(0,n) (n∈N*)内恰有9个零点,
则实数a的值为____ .
正确答案
解析
由,得
,即
.设
,令
,则
.考察
的函数
的零点个数,即如下图所示为
,
的图象,易知:(1)方程
的一个根为1,另一个根为
时,
在
内有三个零点,
此时
,解得
;(1)方程
的一个根为-1,另一个根为
时,
在
内有三个零点,此时
,解得
.综上可知当
时,
在
内有3个解.再由
可知,
.综上可知
,
.
考查方向
解题思路
先把函数的零点问题转化为方程的根的问题,即,再令
,则
探讨其根的分布问题。
易错点
的零点问题的转化
知识点
10.已知定义域为R的偶函数满足对任意的
,
有,且当
时,
。若函数
在
上恰有三个零点,则实数
的取值范围是
正确答案
解析
,
且是定义域为
的偶函数,
令可得
,
又,
则有
,
是最小正周期为2的偶函数.
当时,
,
若,则
,
则,
即,
,
若,则
,
即,
即,
,
综上,
,
由函数,
得函数,
设,
作出函数和
的图象如图,
要使函数在
上恰有三个零点,
则,
当,则
,
则,,
当,则
,
则,
,
由整理得
,
由判别式,
整理得得
(由图象知不合适)或
,
由整理得
,
由判别式,
整理得得
(由图象知不合适)或
,综上,要使函数
在
上恰有三个零点,则实数
的取值范围是
。所以选B项。
考查方向
解题思路
1)由已知的单调性奇偶性,球的函数的解析式;
2)解方程得到关于的一元二次方程
3)用判别式可得的范围。
易错点
本题易在求函数解析式时出现错误。
知识点
10. 设函数的零点为
、
,函数
的零点为
、
,则
的值为 .
正确答案
解析
由函数的零点为
、
知道,
、
为函数
与
的交点的横坐标;同理
、
是为函数
与
的交点的横坐标。由反函数的知识知道:
与
的图像关于直线
对称,而
也关于直线
对称,而
与
的交点为(2.5,2.5),所以
、
与
、
关于
对称,所以
。
考查方向
解题思路
1.先将题中给出的函数的零点为
、
,函数
的零点为
、
,转化为两个函数图像交点的横坐标;2.利用反函数的知识发现
、
与
、
关于
对称,进而求出和。
易错点
1.误认为要求根导致无法入手;
2.注意不到指数函数和对数函数互为反函数,所以看不到对称关系。
知识点
8.已知函数,则函
数
的零点个数为( )
正确答案
解析
=
,令
解得
,令
,解得
,所以所求零点的个数为3个,故选C选项。
考查方向
解题思路
先根据函数求出函数
的表达式;2.分类求出
的零点即可。
易错点
1.函数的表达式求错;2.解对数方程时解错。
知识点
设函数,
.
26.若是
的极值点,求实数a的值;
27.若函数只有一个零点,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)或
;
解析
(Ⅰ),
由x = e是f(x)的极值点,得,解得
或
,
经检验,符合题意,所以或
;
考查方向
解题思路
求导后根据是极值点带入导数得到
,后解得a的值;
易错点
不会转化是
的极值点这一条件,导致求导后不会转化导数的式子;不会判断函数
的单调性,不知道函数单调性分类标准的确定。
正确答案
(2)
解析
(Ⅱ)由已知得方程只有一个根,
即曲线f(x)与直线只有一个公共点。
易知,设
,
①当时,易知函数f(x)在
上是单调递增的,满足题意;
②当时,易知h(x)是单调递增的,又
,
,
∴,
,
当时,
>0,∴f(x)在
上单调递增,
同理f(x)在上单调递减,在
上单
调递增,
又极大值,所以曲线f(x) 满足题意;
③当a>1时,,
,
∴,
,即
,得
,
可得f(x) 在上单调递增,
在
上单调递减,在
上单调递增,
又,若要曲线f(x) 满足题意,只需
,即
,
所以,由
知
,且在[1,+∞)上单调递增,
由,得
,因为
在[1,+∞)上单调递增,
所以;
综上知,。
考查方向
解题思路
先将题意转化为求函数的单调性问题,后分类讨论函数
的单调性后即可得到答案。
易错点
不会转化是
的极值点这一条件,导致求导后不会转化导数的式子;不会判断函数
的单调性,不知道函数单调性分类标准的确定。
已知函数,
>0.
20.若,求
的单调区间;
21.若函数恰有两个不同的零点
,求
的取值范围.
正确答案
在
上单调递减, 在
上单调递增
解析
解:
根据函数的图象可得, 在
上单调递减, 在
上单调递增. ---6分
考查方向
解题思路
先将函数按照绝对值意义作分段函数,根据函数的图像,可求得单调区间
易错点
恰当选择a的分类标准,讨论区间
正确答案
解析
解:
(1).当时,令
,可得
,
(因为
所以
舍去)
所以,
在上是减函数,所以
.
(2).当时,令
,则可得
是方程
的两个根,
所以,
综合(1)(2)得, .
考查方向
解题思路
结合函数的图象,对a进行分类
易错点
恰当选择a的分类标准,讨论区间
已知,且
在(-1, 1]内有且仅有两个不同的零点,则实数m的取值范围是( )
正确答案
解析
由题设分别画出的图象(如图),
而函数(恒过点
)的图象;由这两个图象间有两个交点,易解得
。
考查方向
解题思路
1、由题设分别画出的图象与
的图象;2、由交点的个数确定
的取值范围。
易错点
1、解题方法选择不对导致出错。2、在处理与
相切时出错。
知识点
已知函数(常数
.
当时,求曲线
在
处的切线方程;
讨论函数在区间
上零点的个数(
为自然对数的底数).
正确答案
;
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)求导,然后算出在切点处的导数值,求出切线方程;当 时,
,
.
.又
,∴曲线
在点
处的切线方程为
.
考查方向
解题思路
本题考查导数的应用,解题步骤如下:求导,然后算出在切点处的导数值,求出切线方程。
易错点
忽略函数的定义域导致出错。
正确答案
当时,函数
无零点;当
或
,函数
有一个零点;当
时,函数
有两个零点.
解析
试题分析本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,要注意对参数的讨论。∵,∴
.
因为,
,于是当
时,
,当
时,
.
所以在
上是增函数,在
上是减函数. 所以
讨论函数
的零点情况如下.
①,即
时,函数
无零点,在
上也无零点;…7分
②当,即
时,函数
在
内有唯一零点
,而
,∴
在
内有一个零点;③当
,即
时,由于
,
,当
时,即
时,
,
,由单调性可知,函数
在
内有唯一零点
、在
内有唯一零点
满足,
在
内有两个零点;当
时,即
时,
,而且
,
由单调性可知,无论
还是
,
在
内有唯一的一个零点,在
内没有零点,从而
在
内只有一个零点; 综上所述,有:当
时,函数
无零点;当
或
时,函数
有一个零点;当
时,函数
有两个零点.
考查方向
解题思路
本题考查导数的应用,解题步骤如下:算出定义域,对参数分类讨论分析单调性,确定最值,再由图确定零点的个数。
易错点
第二问中的易丢对a的分类讨论。
已知函数.
26.当时,求函数
的单调递减区间;
27.当时,设函数
. 若函数
在区间
上有两个零点,求实数
的取值范围.
正确答案
当时,
的单调递减区间为
,
;
当时,
的单调递减区间为
;
当时,
的单调递减区间为
,
.
解析
的定义域为
,
①当时,
. 由
得
或
. ∴当
,
时,
单调递减. ∴
的单调递减区间为
,
.
②当时,恒有
,∴
单调递减. ∴
的单调递减区间为
.
③当时,
. 由
得
或
.∴当
,
时,
单调递减. ∴
的单调递减区间为
,
.
综上,当时,
的单调递减区间为
,
;
当时,
的单调递减区间为
;
当时,
的单调递减区间为
,
.
考查方向
解题思路
解题步骤如下:先求函数的导数,根据导函数的正负来讨论原函数的单调性,但是要讨论的取值范围。
易错点
本题易在分类讨论和解含参数的不等式时发生错误 。
正确答案
的取值范围为
解析
在
上有零点,
即关于的方程
在
上有两个不相等的实数根.
令函数.则
.
令函数. 则
在
上有. 故
在
上单调递增.
,
当
时,有
即
.∴
单调递减;
当时,有
即
,∴
单调递增.
,
,
的取值范围为
考查方向
解题思路
解题步骤如下:要证有2个零点, 只需证明关于
的方程
,在
上有两个不相等的实数根,那么就需要构造函数,讨论其单调性,得到取值范围,从而得出结论。
易错点
本题不容易构造函数,讨论其单调性,求其范围,导致题目无法进行。
已知函数f(x)=x3+ax2+b(a,b∈R).
25.试讨论f(x)的单调性;
26.若b=c﹣a(实数c是与a无关的常数),当函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(
,+∞),求c的值.
正确答案
函数f(x)在(﹣∞,0),(﹣,+∞)上单调递增,在(0,﹣
)上单调递减;
解析
(1)∵f(x)=x3+ax2+b,
∴f′(x)=3x2+2ax,
令f′(x)=0,可得x=0或﹣.
a=0时,f′(x)>0,∴f(x)在(﹣∞,+∞)上单调递增;
a>0时,x∈(﹣∞,﹣)∪(0,+∞)时,f′(x)>0,x∈(﹣
,0)时,f′(x)<0,
∴函数f(x)在(﹣∞,﹣),(0,+∞)上单调递增,在(﹣
,0)上单调递减;
a<0时,x∈(﹣∞,0)∪(﹣,+∞)时,f′(x)>0,x∈(0,﹣
)时,f′(x)<0,
∴函数f(x)在(﹣∞,0),(﹣,+∞)上单调递增,在(0,﹣
)上单调递减;
考查方向
解题思路
(1)求导数,分类讨论,利用导数的正负,即可得出f(x)的单调性;
易错点
本题考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,分类讨论中易错
正确答案
c=1
解析
(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=
+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣
)=b(
+b)<0,
∵b=c﹣a,
∴a>0时,﹣a+c>0或a<0时,
﹣a+c<0.
设g(a)=﹣a+c,
∵函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(
,+∞),
∴在(﹣∞,﹣3)上,g(a)<0且在(1,)∪(
,+∞)上g(a)>0均恒成立,
∴g(﹣3)=c﹣1≤0,且g()=c﹣1≥0,
∴c=1,
此时f(x)=x3+ax2+1﹣a=(x+1)[x2+(a﹣1)x+1﹣a],
∵函数有三个零点,
∴x2+(a﹣1)x+1﹣a=0有两个异于﹣1的不等实根,
∴△=(a﹣1)2﹣4(1﹣a)>0,且(﹣1)2﹣(a﹣1)+1﹣a≠0,
解得a∈(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(
,+∞),
综上c=1.
考查方向
解题思路
(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=
+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣
)=b(
+b)<0,进一步转化为a>0时,
﹣a+c>0或a<0时,
﹣a+c<0.设g(a)=
﹣a+c,利用条件即可求c的值.
易错点
本题考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,考查函数的零点,在用范围的过程中易错.
已知函数f(x)=x3+ax2+b(a,b∈R).
25.试讨论f(x)的单调性;
26.若b=c﹣a(实数c是与a无关的常数),当函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(
,+∞),求c的值.
正确答案
函数f(x)在(﹣∞,0),(﹣,+∞)上单调递增,在(0,﹣
)上单调递减;
解析
(1)∵f(x)=x3+ax2+b,
∴f′(x)=3x2+2ax,
令f′(x)=0,可得x=0或﹣.
a=0时,f′(x)>0,∴f(x)在(﹣∞,+∞)上单调递增;
a>0时,x∈(﹣∞,﹣)∪(0,+∞)时,f′(x)>0,x∈(﹣
,0)时,f′(x)<0,
∴函数f(x)在(﹣∞,﹣),(0,+∞)上单调递增,在(﹣
,0)上单调递减;
a<0时,x∈(﹣∞,0)∪(﹣,+∞)时,f′(x)>0,x∈(0,﹣
)时,f′(x)<0,
∴函数f(x)在(﹣∞,0),(﹣,+∞)上单调递增,在(0,﹣
)上单调递减;
考查方向
解题思路
(1)求导数,分类讨论,利用导数的正负,即可得出f(x)的单调性;
易错点
本题考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,分类讨论中易错
正确答案
c=1
解析
(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=
+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣
)=b(
+b)<0,
∵b=c﹣a,
∴a>0时,﹣a+c>0或a<0时,
﹣a+c<0.
设g(a)=﹣a+c,
∵函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(
,+∞),
∴在(﹣∞,﹣3)上,g(a)<0且在(1,)∪(
,+∞)上g(a)>0均恒成立,
∴g(﹣3)=c﹣1≤0,且g()=c﹣1≥0,
∴c=1,
此时f(x)=x3+ax2+1﹣a=(x+1)[x2+(a﹣1)x+1﹣a],
∵函数有三个零点,
∴x2+(a﹣1)x+1﹣a=0有两个异于﹣1的不等实根,
∴△=(a﹣1)2﹣4(1﹣a)>0,且(﹣1)2﹣(a﹣1)+1﹣a≠0,
解得a∈(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(
,+∞),
综上c=1.
考查方向
解题思路
(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=
+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣
)=b(
+b)<0,进一步转化为a>0时,
﹣a+c>0或a<0时,
﹣a+c<0.设g(a)=
﹣a+c,利用条件即可求c的值.
易错点
本题考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,考查函数的零点,在用范围的过程中易错.
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