内容正文:
§2.8 函数与方程
最新考纲 1.结合二次函数的图象,判断一元二次方程根的存在性及根的个数,从而了解函数的零点与方程根的联系.2.根据具体函数的图象,能够借助计算器用二分法求相应方程的近似解,了解这种方法是求方程近似解的常用方法.
1.函数的零点
(1)函数零点的定义
对于函数y=f(x)(x∈D),把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)(x∈D)的零点.
(2)三个等价关系
方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.
(3)函数零点的判定(零点存在性定理)
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f(a)·f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个 c 也就是方程f(x)=0的根.
2.二次函数y=ax2+bx+c (a>0)的图象与零点的关系
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数y=ax2+bx+c (a>0)的图象
与x轴的交点
(x1,0),(x2,0)
(x1,0)
无交点
零点个数
2
1
0
概念方法微思考
函数f(x)的图象连续不断,是否可得到函数f(x)只有一个零点?
提示 不能.
题组一 思考辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)函数的零点就是函数的图象与x轴的交点.( × )
(2)函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点(函数图象连续不断),则f(a)·f(b)<0.( × )
(3)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)在b2-4ac<0时没有零点.( √ )
(4)f(x)=x2,g(x)=2x,h(x)=log2x,当x∈(4,+∞)时,恒有h(x)<f(x)<g(x).( √ )
题组二 教材改编
2.函数f(x)=ln x-的零点所在的大致区间是( )
A.(1,2) B.(2,3)
C.和(3,4) D.(4,+∞)
答案 B
解析 ∵f(2)=ln 2-1<0,f(3)=ln 3->0
且函数f(x)的图象在(0,+∞)上连续不断,f(x)为增函数,
∴f(x)的零点在区间(2,3)内.
3.函数f(x)=ex+3x的零点个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
答案 B
解析 由f′(x)=ex+3>0,得f(x)在R上单调递增,又f(-1)=-3<0,f(0)=1>0,因此函数f(x)有且只有一个零点.
题组三 易错自纠
4.函数f(x)=ln2x-3ln x+2的零点是( )
A.(e,0)或(e2,0) B.(1,0)或(e2,0)
C.(e2,0) D.e或e2
答案 D
解析 f(x)=ln2x-3ln x+2=(ln x-1)(ln x-2),
由f(x)=0得x=e或x=e2.
5.若二次函数f(x)=x2-2x+m在区间(0,4)上存在零点,则实数m的取值范围是 .
答案 (-8,1]
解析 m=-x2+2x在(0,4)上有解,又-x2+2x=-(x-1)2+1,∴y=-x2+2x在(0,4)上的值域为(-8,1],∴-8<m≤1.
6.已知函数f(x)=x-(x>0),g(x)=x+ex,h(x)=x+ln x(x>0)的零点分别为x1,x2,x3,则( )
A.x1<x2<x3 B.x2<x1<x3
C.x2<x3<x1 D.x3<x1<x2
答案 C
解析 作出y=x与y=(x>0),y=-ex,y=-ln x(x>0)的图象,如图所示,可知选C.
题型一 函数零点所在区间的判定
1.设f(x)=ln x+x-2,则函数f(x)的零点所在的区间为( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
答案 B
解析 ∵f(1)=ln 1+1-2=-1<0,f(2)=ln 2>0,
∴f(1)·f(2)<0,
∵函数f(x)=ln x+x-2的图象在(0,+∞)上是连续的,且为增函数,∴f(x)的零点所在的区间是(1,2).
2.若a<b<c,则函数f(x)=(x-a)(x-b)+(x-b)(x-c)+(x-c)(x-a)的两个零点分别位于区间( )
A.(a,b)和(b,c)内 B.(-∞,a)和(a,b)内
C.(b,c)和(c,+∞)内 D.(-∞,a)和(c,+∞)内
答案 A
解析 ∵a<b<c,∴f(a)=(a-b)(a-c)>0,
f(b)=(b-c)(b-a)<0,f(c)=(c-a)(c-b)>0,
由函数零点存在性定理可知,在区间(a,b),(b,c)内分别存在零点,又函数f(x)是二次函数,最多有两个零点.因此函数f(x)的两个零点分别位于