内容正文:
第8讲 函数零点与方程
第三章 函数与指数函数、对数函数、幂函数
1
基础知识整合
PART ONE
f(x)=0
x轴
零点
f(a)f(b)<0
(a,b)
f(c)=0
c
f(a)·f(b)<0
(x1,0)
2
1
0
有关函数零点的结论
(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.
(2)连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号.
(3)连续不断的函数图象通过零点时,函数值可能变号,也可能不变号.
(4)函数的零点是实数,而不是点,是方程f(x)=0的实根.
(5)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.
1.(2021·宁夏中卫模拟)函数f(x)=ex+x3-9的零点所在的区间为( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
解析 函数f(x)=ex+x3-9是连续增函数,f(1)=e+1-9<0,f(2)=e2+8-9>0,可得f(1)f(2)<0,所以函数的零点所在区间为(1,2).故选B.
答案
解析
2.设f(x)=lg x+x-3,用二分法求方程lg x+x-3=0在(2,3)内近似解的过程中得f(2.25)<0,f(2.75)>0,f(2.5)<0,f(3)>0,则方程的根所在的区间为( )
A.(2,2.25) B.(2.25,2.5)
C.(2.5,2.75) D.(2.75,3)
解析 由已知得f(2.25)f(2.5)>0,f(2.5)·f(3)<0,故方程的根在区间(2.5,3)内,又因为f(2.5)f(2.75)<0,f(2.75)f(3)>0,所以方程的根所在的区间为(2.5,2.75).故选C.
答案
解析
3.若函数f(x)=ax+b(a≠0)的零点是2,则函数g(x)=ax2+bx的零点是( )
A.2 B.0和2
C.0 D.-2和0
解析 由条件知f(2)=0,∴b=-2a,∴g(x)=ax2+bx=ax(x-2)的零点为0和2.故选B.
答案
解析
4.(2022·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
解析 函数f(x)=2|x|+x2-3的零点个数,即函数y=2|x|的图象与函数y=3-x2的图象的交点个数.作出函数y=2|x|与函数y=3-x2的图象如图所示,由图可知函数y=f(x)的零点个数是2.故选C.
答案
解析
5.若函数f(x)=3mx-4在[-2,0]上存在x0,使f(x0)=0,则实数m的取值范围是________.
答案
解析
答案
解析
2
核心考向突破
PART TWO
答案
解析
考向一 函数零点所在区间的判断
答案
解析
判断函数零点所在区间的常用方法
(1)定义法:利用函数零点存在定理,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)解方程法:当对应方程易解时,可通过解方程确定方程是否有根落在给定区间上.
(3)数形结合法:画出相应的函数图象,通过观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断,或者转化为两个函数图象在给定区间上是否有交点来判断.
1.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
解析 函数y=f(x)是图象开口向上的二次函数,最多有两个零点,由于a<b<c,则a-b<0,a-c<0,b-c<0,因此f(a)=(a-b)(a-c)>0,f(b)=(b-c)(b-a)<0,f(c)=(c-a)(c-b)>0.所以f(a)f(b)<0,f(b)f(c)<0,即f(x)在区间(a,b)和区间(b,c)内各有一个零点.
答案
解析
答案 2
2.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=________.
解析 对于函数y=logax,当x=2时,可得y<1,当x=3时,可得y>1,如图,在同一坐标系中画出函数y=logax,y=-x+b的图象,由图可知两个函数图象的交点的横坐标在(2,3)