题目内容
已知以T=4为周期的函数f(x)=
,其中m>0.若方程4f(x)=x恰有5个实数解,则m的取值范围为( )
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分析:根据对函数的解析式进行变形后发现当x∈(-1,1],[3,5],[7,9]上时,f(x)的图象为半个椭圆.根据图象推断要使方程恰有5个实数解,则需直线y=
与第二个椭圆相交,而与第三个椭圆不公共点.把直线分别代入椭圆方程,根据△可求得m的范围.
| x |
| 4 |
解答:
解::∵当x∈(-1,1]时,将函数化为方程x2+
=1(y≥0),此时,函数的图象实质上为一个半椭圆,其图象如图所示:
同时在坐标系中作出当x∈(1,3]时的函数图象,再根据周期性作出函数其它部分的图象.
由图易知直线 y=
与第二个半椭圆(x-4)2+
=1(y≥0)相交,而与第三个半椭圆(x-8)2+
=1 (y≥0)
无公共点时,方程恰有5个实数解,
将 y=
代入(x-4)2+
=1 (y≥0)得,(16m2+1)x2-128m2x+240m2=0,令t=16m2(t>0),
则(t+1)x2-8tx+15t=0,由△=(8t)2-4×15t(1+t)>0,得 t>15.
由 16m2 >15,且m>0得 m>
.
再将 y=
代入(x-8)2+
=1 化简,再由判别式△′<0可得m<
.
综上可得
<m<
,
故选C.
| y2 |
| m2 |
同时在坐标系中作出当x∈(1,3]时的函数图象,再根据周期性作出函数其它部分的图象.
由图易知直线 y=
| x |
| 4 |
| y2 |
| m2 |
| y2 |
| m2 |
无公共点时,方程恰有5个实数解,
将 y=
| x |
| 4 |
| y2 |
| m2 |
则(t+1)x2-8tx+15t=0,由△=(8t)2-4×15t(1+t)>0,得 t>15.
由 16m2 >15,且m>0得 m>
| ||
| 4 |
再将 y=
| x |
| 4 |
| y2 |
| m2 |
| ||
| 4 |
综上可得
| ||
| 4 |
| ||
| 4 |
故选C.
点评:本题主要考查的知识点是根的存在性及根的个数判断,及函数的周期性,其中根据方程根与函数零点的关系,结合函数解析式进行分析,是解答本题的关键,属于中档题.
练习册系列答案
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,其中m>0,若方程3f(x)=x恰有5个实数解,则m的取值范围为( )
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A、(
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B、(
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C、(
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D、(
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