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专题15 函数与方程
高考
概览
1.结合二次函数的图象,了解函数的零点与方程根的联系,判断一元二次方程根的存在性及根的个数;
2.根据具体函数的图象,能够用二分法求相应方程的近似解.
必备知识.真题演练
【知识梳理】
1.函数的零点
(1)概念:对于一般函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点.
(2)函数的零点、函数的图象与x轴的交点、对应方程的根的关系:
2.函数零点存在定理
(1)条件:①如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线;②f(a)·f(b)<0.
(2)结论:函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的解.
【常用结论】
1.若连续不断的函数f(x)在定义域上是单调函数,则f(x)至多有一个零点.函数的零点不是一个“点”,而是方程f(x)=0的实根.
2.由函数y=f(x)(图象是连续不断的)在闭区间[a,b]上有零点不一定能推出f(a)·f(b)<0,如图所示,所以f(a)·f(b)<0是y=f(x)在闭区间[a,b]上有零点的充分不必要条件.
3.周期函数如果有零点,则必有无穷多个零点.
【真题体验】
1.(2020天津卷)已知函数若函数恰有4个零点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.(2019浙江卷)已知,函数,若函数恰有3个零点,则
A.a<-1,b<0 B.a<-1,b>0
C.a>-1,b<0 D.a>-1,b>0
3.(2019全国Ⅲ卷)函数在[0,2π]的零点个数为
A.2 B.3 C.4 D.5
4.(2020上海11)已知,若存在定义域为的函数同时满足下列两个条件,①对任意,的值为或;②关于的方程无实数解;则的取值范围为 .
考点突破.典题精研
考点一 函数零点所在区间的判定
1.(多选)(2021·菏泽质检)函数f(x)=ex-x-2在下列哪个区间内必有零点( )
A.(-2,-1) B.(-1,0)
C.(0,1) D.(1,2)
2. 函数f(x)=+ln的零点所在的大致区间是( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(0,1),(2,3)
3.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
4.已知函数f(x)=logax+x-b(a>0且a≠1).当2<a<3<b<4时,函数f(x)的零点x0∈(n,n+1),n∈N*,则n=________.
名师点拨 确定函数零点(或方程的根)所在区间的3种方法
(1)利用函数零点的存在性定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续,再看是否有f(a)·f(b)<0.若有,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点.
(2)图象法:把方程转化为两个函数,看它的交点所在区间.
(3)数形结合法:通过画函数图象,观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断.
考点二 确定函数零点的个数
【例1】 (1)函数f(x)=的零点个数为( )
A.3 B.2 C.1 D.0
(2)(2021·河南郑州质检)已知函数f(x)=x-cosx,则f(x)在[0,2π]上的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
名师点拨 函数零点个数的判断方法:
(1)直接求零点,令f(x)=0,有几个解就有几个零点;
(2)零点存在性定理,要求函数在区间[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)·f(b)<0,再结合函数的图象与性质确定函数零点个数;
(3)利用图象交点个数,作出两函数图象,观察其交点个数即得零点个数.
【训练1】 (1)(2021·重庆调研)设函数f(x)=2|x|+x2-3,则函数y=f(x)的零点个数是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
(2)函数f(x)=2sin xsin-x2的零点个数为________.
考点三 函数零点的应用
角度1 根据函数零点个数求参数
【例2】 (1)设实数a,b是关于x的方程|lg x|=c的两个不同实数根,且a<b<10,则abc的取值范围是________.
(2)已知函数f(x)=若关于x的方程f(x)=-x+a(a∈R)恰有两个互异的实数解,则a的取值范围为( )
A. B.
C.∪{1} D.∪{1}
角度