换元法解复合函数零点问题(6lw)

玛丽莲梦兔
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2021年01月03日 20:07
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2021年1月3日发(作者:柳玉芳)


换元法解复合函数零点问题

1
,x1

1、设 定义域为
R
的函数
f

x



x1
,若关于
x
的方程
f
2

x
< br>bf

x

c0


1,x1
222
3个不同的解
x
1
,x
2
,x
3
,则
x
1
x
2
x
3

_ _____
2、关于
x
的方程
x1

2
2
3x
2
120
的不相同实根的个数是( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 8
3、已知函数
f(x)|x11
2
||x|
,关于
x
的方程
f(x)af( x)b0

a,bR

xx
恰有6个不同实数解,则
a
的取值范围是 .

2
x1
1,0x2
4、已知定义在
R
上的奇函数,当
x0
时,
f
x



1
,则关于
x
的方程
f

x2

,x2
2
6
< br>
f

x



f

x

10
的实数根个数为( )
A.
6
B.
7
C.
8
D.
9

2
5、已知函数
f

x
< br>x4x3
,若方程


f

x


bf

x

c0
恰有七个不相同的 实
2
2
根,则实数
b
的取值范围是( )
A.

2,0

B.

2,1

C.

0,1

D.

0,2


6、已知函数
f

x



确的是( )
A. 当
a0
时,有4个零点;当
a0
时,有1个零点
B. 当
a0
时,有3个零点;当
a0
时,有2个零点
C. 无论
a
为何值,均有2个零点
D. 无论
a
为何值,均有4个零点

ax1,x0
,则下列关于函 数
yf

f

x


1
的零 点个数判断正
logx,x0

2




复合函数零点

1
,x1

1、设定义 域为
R
的函数
f

x



x 1
,若关于
x
的方程
f
2

x

bf

x

c0


1,x1

222
3个不同的解
x
1
,x
2
,x
3
,则
x
1
x
2
x
3

___ ___
思路:先作出
f

x

的图像如图:观察可发现对 于任意的
y
0
,满足
y
0
f

x


x
的个数
分别为2个(
y
0
0,y
0
1
)和3个(
y
0
1
),已知有3个解,从而可得
f

x

1
必为
f
2
x

bf

x

c0
的根,而另一根为
1
或者是负数。所以
f

x
i

1,可解得:
222
x
1
0,x
2
1,x
3
2
,所以
x
1
x
2
x
3
 5

答案:5
2、关于
x
的方程
x1
是( )
A. 3 B. 4 C. 5
D. 8
22
2
思路:可将
x1
视为一个整体,即
t

x

x1
,则方程变为
t3t20
可解得:
2
t1

t 2
,则只需作出
t

x

x1
的图像,然后统 计与
t1

t2
的交点总数即可,

2
2
3x
2
120
的不相同实根的个数
共有5个
答案:C
3、已知函数
f(x)|x
11
2
||x |
,关于
x
的方程
f(x)af(x)b0

a, bR

xx
恰有6个不同实数解,则
a
的取值范围是 .
思路:所解方程
f(x)af(x)b0
可视为
f
x

af

x

b0
,故考虑作出2
2

2

x
,x1


2x,0x1
f

x

的图像:
f

x



, 则
f

x

的图像

2x,1x0

2

,x1
< br>x


如图,由图像可知,若有6个不同实数解,则必有
f
1

x

2,0f
2

x

2,所以
af
1

x

f
2
< br>x



2,4

,解得
4a2< br>
答案:
4a2


2
x1
 1,0x2

4、已知定义在
R
上的奇函数,当
x0
时,
f

x



1
,则关于
x
的方程

f

x2

,x2
26


f

x



f< br>
x

10
的实数根个数为( )
A.
6
B.
7
C.
8
D.
9

思路:已知方程
6


f

x



 f

x

10
可解,得
f
1

x


2
,f
2

x

< br>3
,只需统计
2
2
11
11
y,y

yf

x

的交点个数即可。由奇
23
函数可先 做出
x0
的图像,
x2
时,
f

x


1
2
f

x2

,则
x< br>
2,4

的图像只需将
x

0,2
< br>的图像纵坐标缩为一半即可。正半轴图像
完成后可再利用奇函数的性质作出负半轴图像。通
过数形结合可得共有7个交点
答案:B
小炼有话说:在作图的过程中,注意确定分段函数的边界点属于哪一段区间。
2
5、 已知函数
f

x

x4x3
,若方程

f

x



bf

x

c0
恰有七个不相同的实
2
根,则实数
b
的 取值范围是( )
A.

2,0

B.

2,1

C.

0,1

D.

0,2


思路:考虑通过图像变换作出
f
< br>x

的图像(如图),因为


f

x


bf

x

c0
最多只 能解出2个
f

x

,若要出七
个根,则
2
f
1

x

1,f
2

x



0,1

,所以
bf
1

x

f
2

x



1,2

,解得:
b

2,1


答案:B


6、已知函数
f

x



确的是( )

ax1,x0
,则下列关于函数< br>yf

f

x


1
的零点个 数判断正

log
2
x,x0
A. 当
a0
时,有4个零点;当
a0
时,有1个零点
B. 当
a0
时,有3个零点;当
a0
时,有2个零点
C. 无论
a
为何值,均有2个零点
D. 无论
a
为何值,均有4个零点
思路:所求函数的零点,即方程
f


f

x


1
的解的个数,先作出
f

x
的图像,直线
yax1
为过定点

0,1
的一条直线,但需要对
a
的符号进行分类讨论。当
a0
时,图像
21
0,f
2

x


,而
f
1

x

有两个对应的
x

f
2

x


a2
1
有两个对应的
x
,共计 4个;当
a0
时,
f

x

的图像如图所示,先 拆外层可得
f

x



2
1

f

x


只有一个满足的
x
,所以共一 个零点。结合选项,可判断出A正确
2
如图所示,先拆外层可得
f
1

x


答案:A








巩固训练
复合函数的零点问题
1、直线
y1
与曲线
yx
2
xa
有4个交 点,则a的取值范围是


2、已知函数
f(x )
在定义域
(0,)
上是单调函数,若对任意
x(0,)
,都有
f[f(x)]2
,

f()
的值是 .


3、已知函数
f(x)x
2
2mxm2
m1
,若方程
f(f(x))0
无实根,则
m
的取值范围
为 .




4、已知函数< br>f(x)x
3
-3x(xR)
.设
h(x)f(f(x))c
,其中
c
[-2,2],求函数
1
x
1
5
yh(x)
零点个数.



e
x
(x0 )
2
5、已知函数
f(x)

,则实数
t2
是关于x的方程
f(x)f(x)t0
.

lg(x)(x0)< br>有三个不同实数根的 条件。




x1

,0

51x
6、设定义域为R
的函数
f(x)

,若关 于
x
的方程
2


x4x4,x0
f
2
(x)(2m1)f( x)m
2
0
有5个不同的实数解,则
m
__________





7、设定义域为R的函数
f(x)

lgx
2
(x>0)

-x2x(x 0)
则关于x的函数
y2f
2
(x)-3f(x)1
的零点 的个数为______________.



8、已知函数
f

x






x1,x0
,则函数
yf

f

x

1
的零点个数为_________.

log
2
x,x0

1

x+,x>0
2
9、已知函数
f(x)

, 则函数
F(x)f(2xx)-a(a2)
的零点个数可能
x

x
3
3,x0

为___ ______.




10、已知函数
f(x)是定义 在(,0)(0,)
上的偶函数,当
x0
时,

2< br>|x1|
1,0x2,

f(x)

1
则 函数g(x)4f(x)1
的零点个数为

f(x2),x2

2


11、函数
f(x)2log
0.5
x1
的零点个数为( )
x
A.1

B.2

C.3

D.4




2
12、函数
f(x)2lnx
的图像与函数
g(x)x4x 5
的图像的交点个数为( )
A.3

B.2

C.1

D.0





2

, x2
13、已知函数
f(x)

x
,若关于x的方程
f (x)k
有两个不同的实根,则实

(x1)
3
,x2

数k的取值范围是



x1


e,x0
14、已知函数
f(x)

,若关于x的方程
f
2
(x)3f(x)a0(aR)

2


x2x1,x0
8个不等的实数根,则a的取值范围是( )
A.
(0,)
B.
(,3)
C.
(1,2)
D.
(2,)




15、(2014江苏)已知
f(x)
是定义在R上且周期为3 的函数,当
x

0,3

时,
2
f(x)x 2x
1
4
1
3
9
4
1
.若函数
yf(x)a
在区间

3,4

上有10个零点(互不相同) ,则实
2
数a的取值范围是



16、已知函数
1

x(x0)

f(x) x
3
3x
2
1,g(x)

4x
,

x
2
6x8(x0)

则方程
g
< br>f(x)

a0(aR

)
的解的个数不可能为( )
A.3个

B.4个

C.5个

D.6个



x1


e,x0
2
17、已知函数
f(x)
,若关于x的方程
f(x)3f(x)a0(aR)
2

x2x1,x0
有8个不等的实数根,则a的取值范围是( )
B.
(0,)
B.
(,3)
C.
(1,2)
D.
(2,)

1
4
1
3
9
4


(x
2
1)
2
x
2
1k0
,给出下列4个命题: 18、关于x的方程
①存在实数k,使得方程恰有2个不同的实根;
②存在实数k,使得方程恰有4个不同的实根;
③存在实数k,使得方程恰有5个不同的实根;
④存在实数k,使得方程恰有8个不同的实根。
其中假命题的个数是( )
A.0

B.1

C.2

D.3





2

lgx1,x1
19、设定义域为R的函数< br>f(x)

,则关于x的方程

f(x)

bf (x)c0


0, x1
有7个不同实数解的充要条件是( )
A.b0且c>0

B.b0且c<0

C.b0且c=0

D.b0且c=0




20、若函数
f( x)x
3
ax
2
bxc有极值点x
1
,x
2
,且f(x
1
)x
1
,则关于x的方程
) < br>3f
2
(x)+2fa(x)b
的不同实根个数是(
0
A .3

B.4

C.5

D.6


21、已知函数
f(x)cos2xasinx
在区间
(0,n
< br>)
内恰有8个零点,则实数a的取值范
围与最小正整数n的值分别为( )
A.

1,1

,2

B.

1,1

,4

C.

1,1

,2

D.

1,1

,4



利用函数图像特征研究函数零点的整体性质
1、(2010.全国Ⅰ 理)已 知函数
f(x)lgx,若0ab且f(a)f(b),

a2b
的取值范
围是( )
A.22,

B.

,

C.

3,


D.

3,



22



2、已知函数
f
x

x1
,若关于
x
的方程
f(f(x))m( mR)
恰有四个互不相等的实数

x
1
,x
2
, x
3
,x
4
,则
x
1
x
2
x3
x
4
的取值范围是 .

3、函数< br>y
1
的图像与函数
y2sin

x(2x4)的图像所有交点的横坐标之和等于
1x
( )
A.2

B.4

C.6

D.8



4、已知定义在R上的奇函数
f(x)
满足
f(x4)f(x)
,且在区间

0,2

上 是增函数,若
方程
f(x)m(m0)
在区间

8,8

上有4个不同的实根
x
1
,x
2
,x
3
,x
4
,

x
1
x
2
x
3
x
4



2


aab,ab
.
设5、(2012福建理)对 于实数a和b,定义运算“*”:设
ab

2


b ab,ab
f(x)(2x1)(x1),
且关于x的方程
f(x)m( mR)
恰有3个互不相等的实数根
x
1
,x
2
,x
3
,

x
1
x
2
x
3
的取 值范围是



6、(2012 湖南理)已知两条直线
l
1
:ym和l
2
:y
8
(m0)

l
1
与函数
ylog
2
x

2m1
图像从左到右相交于点A,B,
l
2
与ylog< br>2
x
的图像从左到右相交于C,D。记线段AC和BD
在x轴上的投影长度分别 为a, b.当m变化时,
b
的最小值为( )
a
A.162

B.82

C.8
3
4

D.4
3
4



lgx(0x10)
7、(2010全国新课标理)已知函数
f(x)

1
,< br>若a, b, c互不相等,且

x6(x10)
2
f(a) f(b)f(c),

abc
的取值范围是( )
A.

1,10


B.

5,6


C.

10,12


D.

20,24




log3
x,,0x3

8、已知函数
f(x)

.若 存在实数
x
1
,x
2
,x
3
,x
4
,当
x
1
x
2
x
3
x
4



cos(x),3x9
3

满足
f( x
1
)f(x
2
)f(x
3
)f(x
4)
,则
x
1
x
2
x
3
x
4
的取值范围是( )
A.

7,




29


B.
4


135

135

C. D.
21,
27,30



27,


4

4



c os(x),x[0,

]


2
9、已知函数
f(x)

若有三个不同的实数a, b, c使得
x

log ,x


,

2015


f(a)f(b)f(c)
,则a+ b+ c的取值范围为 ( )
A.
(2

,2016

)
B.
(

3

4031

,)
C.
(2

,2015

)
D.
(

,2015

)

22


2


x,3x3,
2
10、已知函数
f(x) 


0mn,且f(m)f(n),

mn
的取值
2


x6,x3或x>3,
范围是



11、已知函数
f(x)


s inx,x



,


,

x
1
,x
2
,x
3
,x
4
,x
5
是方程
f(x)m
的五个不相等


lgx, x>

,
的实根,则
x
1
x
2
x
3
x
4
x
5
的取值范围是( )
A.

0,



B.



,



C.

lg

,1


D.


,10






lnx, 0xe,
f(x)12、已知函数若
a,b,c
互不相等,
f(a)f(b)f(c)


3


(xe1), x>e,

abc
的取值范围是( )
A.

1,10


B.

1,e


C.

e,e1


D.

e,




13、已知函数
f(x)


sin

x,0x1

a,b,c
互不相等,且
f(a)f(b)f(c)
,则
logx, x1

2010
abc
的取值范围是( )

1

D.

2,2011


A.

1,2010


B.

1,2011


C.

2,20

1


2
14 、已知函数
f(x)x2x1
,若
1ab

f(a)f (b)
,则
ba
的取值范围是( )
A.0,22

B.0,



2

C.

0,2


D.

0,3



1

x1
,x1,
15、已知函数
f(x)

关于x的方 程
f
2
(x)bf(x)c0
有3个不同的实

1, ,x=1,

数解
x
1
,x
2
,x
3,

x
1
2
x
2
2
x
3
2
=




1

x2
,x2,
16、已知函数
f(x)

关于x 的方程
f
2
(x)bf(x)c0
有5个不同的实

1, , x=2,

数解
x
1
,x
2
,x
3
,x
4
,x
5
,则
f(x
1x
2
x
3
x
4
x
5
)( )
1111
A.

B.

C.

D.

81216
4


参考答案:复合函数的零点问题
1.
1a
2.6 3.

,2

4.当c=2或c=-2 时,函数
有5个零点,当-2

c

2,函数有9个零点 5.充要
6.6 7.7 8.3 9.4个或5个或6个 10.10
11. B 12.B 13.
0k1
14. D 15.
0a

1
5
4
16. A 17.D 18.A 19. C 20.A
21. B
利用函数图像特征研究函数零点的整体性质
1. C 2.

3,0

3. D 4.-8 5.
6. B 7.C 8.D 9.A 10.
11. D 12.C 13.C 14.C 15.5
16. B



2


1 3


16
,0





0,42


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