卷临天下2023届全国100所名校示范卷数学第九单元

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7．已知定义在R上的奇函数f（x）满足f（x+4）=f（x）．当x∈（0，2），f（x）=ln（x²-x+b）．若函数f（x）在区间[-2，2]上有5个零点，则实数b的取值范围是（$\frac{1}{4}$，1]∪{$\frac{5}{4}$}．试题答案

分析先根据函数的奇偶性分析出奇函数f（x）在区间[-2，2]上有零点x=-2，x=0，x=2，所以原问题等价为：f（x）在区间（0，2）内必有唯一零点，再结合图象求解．

解答解：∵f（x+4）=f（x），且f（x）奇函数，
∴令x=-2代入上式得，f（2）=f（-2）=-f（2），
所以，f（2）=0且f（-2）=0，
所以，f（x）在区间[-2，2]上有零点x=-2，x=0，x=2，
要使函数f（x）在区间[-2，2]上有5个零点，
则f（x）在区间（0，2）内必有唯一零点，
即方程x²-x+b=1在（0，2）内有唯一实数根，
分离参数b得，b=-x²+x+1=-（x-$\frac{1}{2}$）²+$\frac{5}{4}$，x∈（0，2），
结合函数g（x）=-（x-$\frac{1}{2}$）²+$\frac{5}{4}$的图象，如右图（实线）
要使g（x）=b只有一个实数根，则b∈（g（2），g（1）]=（-1，1]，
另外，当b=g（$\frac{1}{2}$）=$\frac{5}{4}$（过顶点），也符合题意，
又因为，当x∈（0，2）时，真数x²-x+b=（x-$\frac{1}{2}$）²+b-$\frac{1}{4}$≥b-$\frac{1}{4}$＞0，
所以，b＞$\frac{1}{4}$，
故实数b的取值范围为：（$\frac{1}{4}$，1]∪{$\frac{5}{4}$}．