内容正文:
专题3函数与方程
考点解读
1.对函数零点的理解
(1)函数的零点、方程的根、函数图象与x轴的交点的横坐标,实质是同一个问题的三种不同表达形式,方程根的个数就是函数零点的个数,亦即函数图象与x轴交点的个数.
(2)变号零点与不变号零点
①若函数在零点x0左右两侧的函数值异号,则称该零点为函数的变号零点.
②若函数在零点x0左右两侧的函数值同号,则称该零点为函数的不变号零点.
③若函数在区间[a,b]上的图象是一条连续的曲线,则是在区间(a,b)内有零点的充分不必要条件.
注意:如果函数最值为0,则不能用此方法求零点所在区间。
2.用二分法求曲线交点的坐标应注意的问题
(1)曲线交点坐标即为方程组的解,从而转化为求方程的根.
(2)求曲线与的交点的横坐标,实际上就是求函数的零点,即求的根.
注意:如果函数的图象不能画出,应通过适当的变形转换成另外的函数。
3.关于用二分法求函数零点近似值的步骤需注意的问题
(1)第一步中要使:①区间长度尽量小;②、的值比较容易计算且.
(2)根据函数的零点与相应方程根的关系,求函数的零点与求相应方程的根是等价的.对于求方程的根,可以构造函数),函数的零点即为方程的根.
【例题】二次函数中,,则函数的零点的个数是( )
A.1 B.2 C.0 D.无法确定
【解析】
∴方程有两个不相等的实数根
∴函数有两个零点,选B.
【答案】选B.
专题强化
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.设是定义在上的偶函数,对任意的,都有,且当时,.若在区间内关于的方程恰有个不同的实数根,则实数的取值范围是()
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由可得,
所以,函数和函数在上的图象有个交点,
因为对任意的,都有,即,
所以,函数是周期为的周期函数,
因为是定义在上的偶函数,且当时,,则.
作出函数和函数在上的图象如下图所示:
要使得函数和函数在上的图象有个交点,
则,解得.
因此,实数的取值范围是.
故选:A.
2.已知定义在上的函数满足,且当时,,若方程有三个不同的实数根,则实数的取值范围是()
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】∵当时,,
∴当时,,
综上,,
当时,,则在上单调递增,
当时,,则在上单调递减,
∵有三个不同的实数根,
∴的图像和直线有三个不同的交点,
作的大致图像如图所示,
当直线和的图像相切时,设切点为,
∴,可得,,代入,可得,
当过点时,,
由图知,实数的取值范围为.
故选:D.
3.已知函数.若函数有四个零点,则实数a的取值范围为()
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
函数,函数性质分段讨论如下:
当时,最小值为-1,
当时,令解得: ,
所以函数递减,函数递增,且 时,
综合以上分析,作出函数图象,如图.
由图可知,函数有两个零点,和(*),
再考察函数的零点,由(*)可知,或,即或根据题意,这两个方程共有四个根,结合函数图象,解得,.
故选:B
4.设,函数,若在区间内恰有6个零点,则a的取值范围是()
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】最多有2个根,所以至少有4个根,
由可得,
由可得,
(1)时,当时,有4个零点,即;
当,有5个零点,即;
当,有6个零点,即;
(2)当时,,
,
当时,,无零点;
当时,,有1个零点;
当时,令,则,此时有2个零点;
所以若时,有1个零点.
综上,要使在区间内恰有6个零点,则应满足
或或,
则可解得a的取值范围是.
5.已知函数,若函数,则下列结论正确的是()
A.若没有零点,则
B.当时,恰有1个零点
C.当恰有2个零点时,的取值范围为
D.当恰有3个零点时,的取值范围为
【答案】D
【解析】作出的图象,如图所示:
令,即,
可得或,即或,
当时,和均无解,此时无零点,
当时,有且仅有一个根x=-1,无解,此时有一个零点,故A错误;
当时,图象与图象有2个交点,即有2个根,
,图象与无交点,即无解,此时有2个零点;
当时,图象与图象有3个交点,即有3个根,
,图象与无交点,即无解,此时有3个零点;
当时,图象与图象有2个交点,即有2个根,
图象与图象有1个交点,此时有3个零点;故B错误
当时,图象与图象有1个交点,即有1个根,
,图象与图象有2个交点,即有2个根,此时有3个零点;
当时,图象与图象有1个交点,即有1个根,
,图象与图象有3个交点,即有3个根,此时有4个零点;
当时,图象与图象有1个交点,即有1个根,
图象与图象有2个交点,即有2个根,此时有3个零点;
当时,图象与图象有1个交点,即有1个根,
,图象与图象有1个交点,即有1个根,此时有2个零点,故C错误;
综上可得:当恰有3个零点时,的取值范围为,故D正确