本题导读
本题考查分段函数与方程根的个数,以及数形结合法。
📌【题干】
Question
(2019年天津卷文)已知函数 若关于 的方程 () 恰有两个互异的实数解,则 的取值范围为 ()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 方程 的解等价于函数 的图象与直线 的交点个数。
- 在同一坐标系中画出分段函数 的图象。
- 分析斜率为 的平行移动直线与 各段图象相交的情况,确定恰有两个交点时的参数 的范围。
✅【答案】
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D
✍【详细解析】
Abstract
画出函数 的图象: 当 时, 是抛物线的一部分,起点为 ,终点为 ; 当 时, 是反比例函数的一部分,从 开始单调递减趋向于 。 在 处,左极限为 ,右极限为 (图象在 处断开)。 直线 是一条斜率为 的平行直线系。 分情况讨论直线与图象交点情况:
- 当直线经过点 时(即 部分的起点): 。此时直线与 在 时有一个交点,与 在 时有一个交点(相切或相交?代入检验:联立 ,设 ,则 ,解得 ,由于 ,故 ,所以有 个解)。因此 时恰有两个交点。
- 当直线与抛物线 相切时: 联立 。 令 ,则 。 相切意味着关于 的二次方程有两个相等的实根或在 处有重根,此时判别式 (无解,因为 为正); 或者切点在 范围内。相切时 不对,应该是 有唯一非负根,或者由相切条件:对 求导得 (无解)。 实际上,当直线过点 (抛物线端点)时: 。 当 时,直线与 交于 ,与 在 处有一个交点,总共两个交点。 当 时,直线与抛物线有 个交点,与反比例函数有 个交点,共 个交点。 当 时:直线为 ,当 时 ,与 交于一点;当 时 ,与 交于一点(),此时也有两个交点。 经仔细核对图形与临界状态:。 对照选项:(D) 包含闭区间,其中 时恰有两个交点(已验证), 时有两个交点,且 时也有两个交点。 故选:(D)。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:分段函数方程根的分布与数形结合。
- 核心方法:数形结合法,重点考察边界点与切点。
- 避坑指南:分段函数在分界点处不连续,必须对分界点(如 处的值)进行严格检验。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 高考选择题压轴题中常见的函数与方程交点问题。
- 结论推广: 借助动态直线的平移与函数图象的临界位置是解决此类题型的通法。
🔗【关联脉络】
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