设 f(x), g(x) 是定义在 R 上的两个周期函数,…——2019 高考数学第 14 题答案解析

2019_江苏卷 (2019)

2019 江苏 第 14 题 填空题 区分题
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14.设 $f(x), g(x)$ 是定义在 $\mathbf{R}$ 上的两个周期函数,$f(x)$ 的周期为 $4, g(x)$ 的周期为 2 ,且 $f(x)$ 是奇函数.
当 $x \in(0,2]$ 时,$f(x)=\sqrt{1-(x-1)^{2}}, g(x)=\left\{\begin{array}{l}k(x+2), 00$ 。若在区间 $(0,9]$ 上,关
于 $x$ 的方程 $f(x)=g(x)$ 有 8 个不同的实数根,则 $k$ 的取值范围是 $\boldsymbol{\Delta}$ .

参考答案$\left[\frac{1}{3}, \frac{\sqrt{2}}{4}\right)$ .

完整解析 · 逐步详解

【解答】
设 $f(x), g(x)$ 是定义在 $\mathbf{R}$ 上的两个周期函数,$f(x)$ 的周期为 $4, g(x)$ 的周期为 2 ,且 $f(x)$ 是奇函数。当 $x \in(0,2]$ 时,$f(x)=\sqrt{1-(x-1)^{2}}, g(x)=\left\{\begin{array}{l}k(x+2), 00$ 。若在区间 $(0,9]$ 上,关于 $x$ 的方程 $f(x)=g(x)$ 有 8 个不同的实数根,则 $k$ 的取值范围是 $\_\_\_\_$ .

【答案】 $\left[\frac{1}{3}, \frac{\sqrt{2}}{4}\right)$ .

## 【解析】

## 【分析】

分别考查函数 $f(x)$ 和函数 $g(x)$ 图像的性质,考查临界条件确定 $k$ 的取值范围即可。
【详解】当 $x \in(0,2]$ 时,$f(x)=\sqrt{1-(x-1)^{2}}$ ,即 $(x-1)^{2}+y^{2}=1, y \geq 0$ .
又 $f(x)$ 为奇函数,其图象关于原点对称,其周期为 4 ,如图,函数 $f(x)$ 与 $g(x)$ 的图象,要使 $f(x)=g(x)$ 在 $(0,9]$ 上有 8 个实根,只需二者图象有 8 个交点即可.

当 $\mathrm{g}(x)=-\frac{1}{2}$ 时,函数 $f(x)$ 与 $g(x)$ 的图象有 2 个交点;
当 $\mathrm{g}(x)=k(x+2)$ 时,$g(x)$ 的图象为恒过点(-
$2,0)$ 的直线,只需函数 $f(x)$ 与 $g(x)$ 的图象有 6 个交点.当 $f(x)$ 与 $g(x)$ 图象相切时,圆心 $(1,0)$ 到直线 $k x-y+2 k=0$ 的距离为 1 ,即 $\frac{|k+2 k|}{\sqrt{1+k^{2}}}=1$ ,得 $k=\frac{\sqrt{2}}{4}$ ,函数 $f(x)$ 与 $g(x)$ 的图象有 3 个交点;当 $g(x)=k(x+2)$ 过点 $(1,1)$ 时,函数 $f(x)$ 与 $g(x)$ 的图象有 6 个交点,此时 $1=3 k$ ,得 $k=\frac{1}{3}$ .
综上可知,满足 $f(x)=g(x)$ 在 $(0,9]$ 上有 8 个实根的 $k$ 的取值范围为 $\left[\frac{1}{3}, \frac{\sqrt{2}}{4}\right)$ .

【点睛】本题考点为参数的取值范围,侧重函数方程的多个实根,难度较大.不能正确画出函数图象的交点而致误,根据函数的周期性平移图象,找出两个函数图象相切或相交的临界交点个数,从而确定参数的取值范围。

✅ 来源:2019年 · 江苏 · 2019_江苏卷 (2019) · 第 14 题 · 本题已通过人工审核与系统自动校验

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