内容正文:
第9节 函数与方程
知识回顾
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
课前检测
1.【2019年江苏镇江高一上学期期末考试数学试卷】已知方程 的解 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由方程 可得 ,令 ,
,,
所以函数的零点 的存在性定理可得,函数的零点在区间 上,由题意可知 .
故选 B
2.【2019年吉林长春吉林大学附属中学高一上学期期中考试数学试卷】已知 在区间 内有一个零点 ,若用二分法求 的近似值(精确度为 ),则需将区间等分的次数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】用二分法求解,依次可得零点所在的区间为 ,,,,因为 ,故需要将区间等分 次.
3.【2019年广东深圳福田区深圳市红岭中学高一上学期期末考试数学试卷】已知 , 在 上连续,根据下表能够判断 有实数解的区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】令 ,
因为 ,
,
,
,
,
于是有 .
4.函数的零点所在的大致区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】令,由对数函数和反比例函数的单调性可得在上单调递增,
又,所以零点所在区间是,故选C.
5.若函数f (x)=2ax2-x-1在(0,1)内恰有一个零点,则实数a的取值范围是( )
A.(-1,1) B.[1,+∞)
C.(1,+∞) D.(2,+∞)
答案 C
解析 当a=0时,函数的零点是x=-1,不符合题意.
当a≠0时,若Δ>0,f (0)·f (1)<0,则a>1.
若Δ=0,即a=-,函数的零点是x=-2,不符合题意,故选C.
6.(多选)下列说法中正确的是( )
A.函数f (x)=x+1的零点为(-1,0)
B.函数f (x)=x+1的零点为-1
C.函数f (x)的零点,即函数f (x)的图象与x轴的交点
D.函数f (x)的零点,即函数f (x)的图象与x轴的交点的横坐标
答案 BD
解析 根据函数零点的定义,可知f (x)=x+1的零点为-1.函数y=f (x)的零点,即函数y=
f (x)的图象与x轴的交点的横坐标,
因此B,D正确,A,C错误.
课中讲解
考点一.函数零点区间的判断
例1.【2019年陕西延安延安市第一中学高三上学期月考数学试卷(文)】函数 的零点所在的大致区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【分析】:计算区间端点处函数值,根据零点存在定理确定.
,,,
所以在 有零点.
故选 B
【备注】【点睛】:本题考查零点存在定理,属于基础题.
变式1.(2019·郑州名校联考)已知实数a,b满足2a=3,3b=2,则函数f(x)=ax+x-b的零点所在的区间是( )
A.(-2,-1) B.(-1,0)
C.(0,1) D.(1,2)
解析:选B ∵2a=3,3b=2,∴a>1,0<b<1,又f(x)=ax+x-b是单调递增函数,∴f(-1)=-1-b<0,f(0)=1-b>0,∴f(x)在区间(-1,0)上存在零点.故选B.
例2.若x0是方程x=x的解,则x0属于区间( )
A. B.
C. D.
解析:选C 令g(x)=x,f(x)=x,
则g(0)=1>f(0)=0,g=<f=,g=>f=,
结合图象可得<x0<.
变式2.(2019·河北武邑中学调研)函数f(x)=3x-7+ln x的零点位于区间(n,n+1)(n∈N)内,则n=________.
解析:因为f(x)在(0,+∞)上单调递增,且f(2)=-1+ln 2<0,f(3)=2+ln 3>0,所以函数f(x)的零点位于区间(2,3)内,故n=2.
答案:2
考点二.零点个数的判断
例1.【2020年浙江杭州杭州第七中学高一上学