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1、复合函数的零根探究例1.已知函数 f(x)=,求函数y=f(f(x))+1的零根个数。例2.已知函数y=(k≠0),若函数y=f(f(x))+1的零点个数是4,则k的取值范围为例3.已知定义在(0,+∞)上的单调函数f(x),若对任意x∈(0,+∞)都有f(f(x)+)=3,则方程f(x)=2+的解集为例4.已知函数f(x)=x+-2,如果关于x的方程f(
2、
3、)+t()=0有三个相异的实数根,求t的范围。例5.已知定义在R上的函数y=f(x)存在零点,且对任意m,n∈R都满足f(mf(m)+f(n
4、))=+n,若关于x的方程
5、f(f(x))-3
6、=1-(a>0,a≠1)恰有三个不同的根,求a的取值范围。例6。已知函数y=f(x)是定义域R的偶函数,当x≥0时,f(x)=,若关于x的方程式[f(x)]2+af(x)+=0,a,b∈R有且仅有8个不同实数根,则实数a的取值范围是例7.(2015年南通二模第19题第三问)设,函数.当时,求函数零点的个数.8。设定义在R上的函数=若关于x的方程++c=0有3个不同的实数解,,,则++=.复合函数的零根探究对于函数y=f(x)与y=g(x)称函数y=f
7、(g(x))为函数y=f(x)对y=g(x)的复合函数,可以看作由函数y=f(u)与u=g(x)复合而成,对于函数y=f(x),我们把方程f(x)=0的实数根x叫做函数y=f(x)的零点。复合函数和零点都是高中函数的重要内容,这部分内容一直是学生难以理解和难以掌握的内容,下面就复合函数的零点问题作一探究。例1.已知函数 f(x)=,求函数y=f(f(x))+1的零根个数。分析一:函数y=f(x)为分段函数,用分段方法求出y=f(f(x))的表达式,进而求解。解法一:(1)当x0时f(x)=x+1,
8、y=f(f(x))+1=f(x+1)+1,①当x+1≤0即x≤-1时y=f(x+1)+1=x+1+1=x+2=0,所以=-2;②当x+1>0即-10时f(x)=,y=f(f(x))+1=f()+1,①当0即0<x≤1时y=f()+1=+2=0,所以=;②当>0即x>1时y=f()+1=+1=0,所以。综上所述函数y=f(f(x))+1的零根有4个。分析二:可以作出y=f(x)图象,用数形结合的方法解决此问题。解法
9、二:作出函数y=f(x)的图象,如图(1)所示由y=f(f(x))+1=0得f(f(x))=-1,由图象知:f(x)=-1时x=-2或x=,由f(x)=-2或f(x)=结合图象知各有两个解,综上所述函数y=f(f(x))+1的零根有4个。1k0x图(2)-1y例2.已知函数y=(k≠0),若函数y=f(f(x))+1的零点个数是4,则k的取值范围为分析:由于本题为填空题,可采用图象法解决。解:(1)先画出k>0时y=f(x)的图象,如图(2)所示,由y=f(f(x))+1=0得f(f(x))=-1
10、,由图象知:f(x)=-1时x=或x=,∵k>0,∴<0,由图象知:f(x)=必有两个解;f(x)=两解时才能保证函数y=f(f(x))+1的零点个数是4个,要保证函数f(x)=两解必有:k≥。图(3)1k0x-1y(2)再画出k<0时y=f(x)的图象,如图(3)所示,由y=f(f(x))+1=0得f(f(x))=-1,由图象知:当k>-1时直线f(x)=-1与y=f(x)的图象只有一个交点,无法满足题意要求,只有当k≤-1时直线f(x)=-1与y=f(x)的图象有两个交点,其交点横坐标为x=或
11、x=,由图象知:f(x)=要有两个解,必须满足≥k,化简得:恒成立;f(x)=恒有两解;∴当k≤-1时函数y=f(f(x))+1的零点个数是4个。综上所述:k的范围为k≤-1或k≥例3.已知定义在(0,+∞)上的单调函数f(x),若对任意x∈(0,+∞)都有f(f(x)+)=3,则方程f(x)=2+的解集为解:令f(x)+=c,则f(c)=3,在上式中令x=c,则f(c)+=c,=c-3,解得c=2,故f(x)=2-,2-=2+,=,在同一坐标系中作出函数y=和y=的图象,可知这两个图象有2个交点
12、,即(4,2)和(16,4),则方程f(x)=2+的解集为{4,16}例4.已知函数f(x)=x+-2,如果关于x的方程f(
13、
14、)+t()=0有三个相异的实数根,求t的范围。分析:此方程可看作是函数y=f(g(x))与g(x)=
15、
16、复合而成,方程的根也可看作是函数的零点,此类问题的解决仍然采用数形结合方法。解:令
17、
18、=m,则f(m)+t(=0,m+-2+t(=0,去分母得:,此方程最多有两个根,由函数m=
19、
20、图象(如图(4))可知,方程的两根必须有一根m≥1,另一根0