12. 设满足
,且当
时,
,若函数
有且仅有五
个零点,则实数
的取值范围是( )
见解析
画出[-1,3]函数的图象,如图所示,再利用周期将图象向左右复制,得到整个定义域内的图象,g(x)=f(x)-kx有且仅有五个零点,即y=f(x)与y=kx的图象有且仅有五个交点,当直线y=kx与第3段抛物线3:y=
相切时,k=4-
(k=4+
舍),此时直线为y=(4-
)x,第2段折线的最高点为T(6,1), (4-
)
,所以y=f(x)与y=kx的图象有且仅有五个交点,再由对称性可得在y轴左侧k=-4+
时,所以y=f(x)与y=kx的图象有且仅有五个交点,所以本题没有正确答案。
首先画出分段函数,结合周期画出定义域内函数图像,图像是由一段抛物线(无左端点,有右端点)与一段折线(无左端点,有右端点)组成,并且区间长度为4,且f(x+4)=f(x), 说明函数周期为4, 所以整个定义域内的图像可以由基本图像进行复制, 如图所示, 不妨设从y轴右侧起,每段抛物线分别记为1,
2,
3……,每段折线段记为
1,
2,
3……,若g(x)=f(x)-kx有且仅有五个零点,即y=f(x)与y=kx的图象有且仅有五个交点,当直线y=kx与第3段抛物线
3:y=
相切时,k=4-
(k=4+
舍),此时直线为y=(4-
)x,第2段折线的最高点为T(6,1), (4-
)
,所以y=f(x)与y=kx的图象有且仅有五个交点,再由对称性可得在y轴左侧k=-4+
时,y=f(x)与y=kx的图象有且仅有五个交点,所以本题没有正确答案。
函数零点的确定,数形结合,推理论证能力