【走向高考】2022届高三数学一轮基础巩固 第2章 第8节 函数与方程（含解析）北师大版

【走向高考】2022届高三数学一轮基础巩固第2章第8节函数与方程北师大版一、选择题1．已知函数f(x)＝x3－2x2＋2有唯一零点，则下列区间上必存在零点的是(　　)A．(－2，－)　B．(－，－1)C．(－1，－)D．(，0)[答案]　C[解析]　由题意，可知f(－1)·f(－)<0，故f(x)在(－1，－)上必存在零点，故选C．2．函数f(x)＝x3－3x＋2的零点为(　　)A．1,2　B．±1，－2C．1，－2D．±1,2[答案]　C[解析]　由f(x)＝x3－3x＋2＝0得x3－x－(2x－2)＝0，∴(x－1)(x2＋x－2)＝0，∴(x－1)2(x＋2)＝0，解得x＝1或x＝－2，选C．3．函数y＝f(x)在区间[－2,2]上的图像是连续的，且方程f(x)＝0在(－2,2)上仅有一个实根0，则f(－1)·f(1)的值(　　)A．大于0　B．小于0C．等于0D．无法确定[答案]　D[解析]　由题意，知f(x)在(－1,1)上有零点0，该零点可能是变号零点，也可能是不变号零点，∴f(－1)·f(1)符号不定，如f(x)＝x2，f(x)＝x.4．函数f(x)＝的零点的个数是(　　)A．0　B．1C．2D．3[答案]　D[解析]　由题可知，当x>0时，y＝lnx与y＝－2x＋6的图像有1个交点；当x≤0时，函数y＝－x(x＋1)的图像与x轴有2个交点，所以函数f(x)有3个零点．5．(2022·辽宁三校联考)已知函数f(x)＝2x＋x，g(x)＝log3x＋x，h(x)＝x－的零点依次为a，b，c，则(　　)-7-\nA．a<b<c　B．c<b<aC．c<a<bD．b<a<c[答案]　A[解析]　在同一坐标系下分别画出函数y＝2x，y＝log3x，y＝－的图像，如图，观察它们与直线y＝－x的交点情况可知a<b<C．6．(文)若方程2ax2－x－1＝0在(0,1)内恰有一解，则a的取值范围为(　　)A．a<－1　B．a>1C．－1<a<1D．0≤a<1[答案]　B[解析]　f(x)＝2ax2－x－1，∵f(0)＝－1<0　f(1)＝2a－2，∴由f(1)>0得a>1.故选B．(理)若函数f(x)＝x3－3x＋a有3个不同的零点，则实数a的取值范围是(　　)A．(－2,2)　B．[－2,2]C．(－∞，－1)D．(1，＋∞)[答案]　A[解析]　本题考查了函数零点的判断方法及一元二次方程根与系数的关系．由于函数f(x)是连续的，故只需两个极值异号即可．f′(x)＝3x2－3，令3x2－3＝0，则x＝±1，只需f(－1)f(1)<0，即(a＋2)(a－2)<0，故a∈(－2,2)．二、填空题7．已知函数f(x)＝，则函数f(x)的零点为________．[答案]　0[解析]　当x≤1时，由f(x)＝2x－1＝0，解得x＝0；当x>1时，由f(x)＝1＋log2x＝0，解得x＝，又因为x>1，所以此时方程无解．综上函数f(x)的零点只有0.8．(2022·北京西城区期末)设函数f(x)＝，则f[f(－1)]＝________；若函数g(x)＝f(x)－k存在两个零点，则实数k的取值范围是________．-7-\n[答案]　－2　(0,1][解析]　f[f(－1)]＝f(4－1)＝f()＝log2＝－2.令f(x)－k＝0，即f(x)＝k，设y＝f(x)，y＝k，画出图像，如图所示，函数g(x)＝f(x)－k存在两个零点，即y＝f(x)与y＝k的图像有两个交点，由图像可得实数k的取值范围为(0,1]．9．(文)已知方程x2＋(a－1)x＋(a－2)＝0的根一个比1大，另一个比1小，则a的取值范围是________．[答案]　(－∞，1)[解析]　函数f(x)＝x2＋(a－1)x＋(a－2)的大致图像如图所示，于是有f(1)<0，即1＋(a－1)＋(a－2)<0，解得a<1.(理)若函数f(x)＝x2＋ax＋b的两个零点是－2和3，则不等式af(－2x)>0的解集是________．[答案]　[解析]　由于函数f(x)＝x2＋ax＋b的两个零点是－2和3，即方程x2＋ax＋b＝0的两个根是－2和3.因此解得a＝－1，b＝－6，故f(x)＝x2－x－6.所以不等式af(－2x)>0，即－(4x2＋2x－6)>0，解得－<x<1.三、解答题10．关于x的二次方程x2＋(m－1)x＋1＝0在区间[0,2]上有解，求实数m的取值范围．[解析]　设f(x)＝x2＋(m－1)x＋1，x∈[0,2]，①若f(x)＝0在区间[0,2]上有一解，∵f(0)＝1>0，则应有f(2)≤0，-7-\n又∵f(2)＝22＋(m－1)×2＋1，∴m≤－.②若f(x)＝0在区间[0,2]上有两解，则，∴，∴，∴－≤m≤－1，由①②可知m≤－1.一、选择题1．在下列区间中，函数f(x)＝ex＋4x－3的零点所在的区间为(　　)A．(－，0)　B．(0，)C．(，)D．(，)[答案]　C[解析]　∵f(x)＝ex＋4x－3，∴f′(x)＝ex＋4>0.∴f(x)在其定义域上是严格单调递增函数．∵f(－)＝e－－4<0，f(0)＝e0＋4×0－3＝－2<0，f()＝e－2<0，f()＝e－1>0，∴f()·f()<0.2．已知f(x)＝1－(x－a)(x－b)(a<b)，m，n是f(x)的零点，且m<n，则实数a，b，m，n的大小关系是(　　)A．m<a<b<n　B．a<m<n<bC．a<m<b<nD．m<a<n<b[答案]　A[解析]　本题考查函数性质，主要是函数的零点、单调性．如图，f(a)＝f(b)＝1，f(m)＝f(n)＝0，结合图形知，选A．二、填空题-7-\n3．(2022·启东检测)若函数f(x)＝log2x＋x－k(k∈Z)在区间(2,3)上有零点，则k＝________.[答案]　4[解析]　由题意可得f(2)f(3)<0，即(log22＋2－k)(log23＋3－k)<0，整理得(3－k)(log23＋3－k)<0，解得3<k<3＋log23，而4<3＋log23<5，因为k∈Z，故k＝4.4．(文)(2022·西安五校联考)函数f(x)＝mx2－2x＋1有且仅有一个正实数的零点，则实数m的取值范围是________．[答案]　(－∞，0]∪{1}[解析]　当m＝0时，x＝为函数的零点；当m≠0时，若Δ＝0，即m＝1时，x＝1是函数唯一的零点，若Δ≠0，显然函数x＝0不是函数的零点，这样函数有且仅有一个正实数零点等价于方程mx2－2x＋1＝0有一个正根和一个负根，即mf(0)<0，即m<0.(理)已知函数f(x)＝ex－2x＋a有零点，则a的取值范围是________．[答案]　(－∞，2ln2－2][解析]　本题考查了用函数与方程的思想方法来对题目进行转化变形的能力．函数f(x)＝ex－2x＋a有零点，也就是a＝－ex＋2x有解，令g(x)＝－ex＋2x，g(x)的值域就是a的取值范围．∵g′(x)＝－ex＋2＝0的根为x＝ln2，且当x∈(－∞，ln2)时，g′(x)>0，g(x)是增函数，当x∈(ln2，＋∞)时，g′(x)<0，g(x)是减函数，∴g(x)max＝g(ln2)＝2ln2－2，∴a的取值范围是(－∞，2ln2－2]．三、解答题5．(2022·岳阳模拟)已知函数f(x)＝4x＋m·2x＋1有且仅有一个零点，求m的取值范围，并求出该零点．[分析]　由题意可知，方程4x＋m·2x＋1＝0仅有一个实根，再利用换元法求解．[解析]　∵f(x)＝4x＋m·2x＋1有且仅有一个零点，即方程(2x)2＋m·2x＋1＝0仅有一个实根，设2x＝t(t>0)，则t2＋mt＋1＝0.当Δ＝0时，即m2－4＝0，∴m＝－2时，t＝1；m＝2时，t＝－1(不合题意，舍去)，∴2x＝1，x＝0符合题意．-7-\n当Δ>0时，即m>2或m<－2时，t2＋mt＋1＝0有两正或两负根，即f(x)有两个零点或没有零点．∴这种情况不符合题意．综上可知：m＝－2时，f(x)有唯一零点，该零点为x＝0.[点评]　方程的思想是与函数思想密切相关的，函数问题可以转化为方程问题来解决，方程问题也可以转化为函数问题来解决，本题就是函数的零点的问题转化为方程根的问题．6．(文)对于函数f(x)，若存在x0∈R，使f(x0)＝x0成立，则称x0为f(x)的不动点．已知函数f(x)＝ax2＋(b＋1)x＋(b－1)(a≠0)．(1)当a＝1，b＝－2时，求函数f(x)的不动点；(2)若对任意实数b，函数f(x)恒有两个相异的不动点，求a的取值范围．[解析]　(1)f(x)＝x2－x－3，因为x0为不动点，因此有f(x0)＝x－x0－3＝x0，所以x0＝－1或x0＝3.所以3和－1为f(x)的不动点．(2)因为f(x)恒有两个不动点，f(x)＝ax2＋(b＋1)x＋(b－1)＝x，ax2＋bx＋(b－1)＝0，由题设知b2－4a(b－1)>0恒成立，即对于任意b∈R，b2－4ab＋4a>0恒成立，所以有(－4a)2－4(4a)<0⇒a2－a<0.所以0<a<1.(理)是否存在这样的实数a，使函数f(x)＝x2＋(3a－2)x＋a－1在区间[－1,3]上与x轴有且只有一个交点．若存在，求出a的范围；若不存在，说明理由．[解析]　∵Δ＝(3a－2)2－4(a－1)>0，∴若存在实数a满足条件，则只需f(－1)·f(3)≤0即可．f(－1)·f(3)＝(1－3a＋2＋a－1)·(9＋9a－6＋a－1)＝4(1－a)(5a＋1)≤0.所以a≤－或a≥1.检验：①当f(－1)＝0时，a＝1.所以f(x)＝x2＋x.令f(x)＝0，即x2＋x＝0，得x＝0或x＝－1.方程在[－1,3]上有两根，不合题意，故a≠1.②当f(3)＝0时，a＝－，此时f(x)＝x2－x－，-7-\n令f(x)＝0，即x2－x－＝0，解之得x＝－或x＝3.方程在[－1,3]上有两根，不合题意，故a≠－.综上所述，a<－或a>1.-7-