内容正文:
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第三章 函数
3.9 函数与方程
1.函数的零点
(1)函数零点的定义:对于函数y=f(x),把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)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.
2.函数零点的判定
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f(x)=0的根.我们把这一结论称为函数零点存在性定理.
题型一. 零点所在的区间
1.已知函数f(x)=2x+lnx﹣4,则函数f(x)的零点所在区间为( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
【解答】解:函数f(x)=2x+lnx﹣4在(0,+∞)上为增函数,
又因为f(1)=2﹣4<0,f(2)=ln2>0,
∴函数f(x)在区间(1,2)上有一个零点,
故选:B.
2.若x0是方程()x的解,则x0属于区间( )
A.(,1) B.(,) C.(0,) D.(,)
【解答】解:令f(x)=()x,
则f(0)=1﹣0>0;
f()()0;
f()0;
故x0属于区间(,);
故选:D.
题型二.零点的个数
1.函数f(x)=3x|log0.5x|﹣1的零点个数( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【解答】解:令f(x)=3x|log0.5x|﹣1=0,即|log0.5x|,
令h(x),g(x)=|log0.5x|,
在同一直角坐标系中,作出函数y=h(x)和y=g(x)的图象,如图所示,
由图象可知,函数y=h(x)和y=g(x)的图象有两个交点,
所以函数f(x)=3x|log0.5x|﹣1的零点个数为2个.
故选:C.
2.函数f(x)的零点个数为( )
A.3 B.2 C.1 D.0
【解答】解:由f(x)=0,得
或,
解得x=﹣2或x=e,
所以f(x)共有两个零点,
故选:B.
3.设函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=ex+x﹣3,则f(x)的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解答】解:∵函数f(x)是定义域为R的奇函数,
∴f(0)=0,所以0是函数f(x)的一个零点
当x>0时,令f(x)=ex+x﹣3=0,
则ex=﹣x+3,
分别画出函数y=ex,和y=﹣x+3的图象,如图所示,有一个交点,所以函数f(x)有一个零点,
又根据对称性知,当x<0时函数f(x)也有一个零点.
综上所述,f(x)的零点个数为3个,
故选:C.
4.若偶函数f(x)满足f(x﹣1)=f(x+1),在x∈[0,1]时,f(x)=x2,则关于x的方程f(x)=()x在[0,4]上根的个数是 4 .
【解答】解:因为偶函数f(x)满足f(x﹣1)=f(x+1),所以函数f(x)的图象关于y轴对称,同时以2为周期.
根据x∈[0,1]时,f(x)=x2得该函数在[0,4]上的图象为:
再在同一坐标系中做出函数的图象,如图,当x∈[0,4]时,两函数图象有四个交点.
所以方程f(x)=()x在[0,4]上有4个根.
故答案为4.
题型三.已知零点个数求参
1.若函数f(x)=ex﹣x2+ax﹣1在区间[1,2]内有且仅有一个零点,则实数a的取值范围为( )
A. B.(﹣∞,2﹣e]
C. D.
【解答】解:依题意,在x∈[1,2]上有且仅有一个解,
设,则,
由ex≥x+1(当且仅当x=0时取等号)可知,当x∈[1,2]时,函数g(x)单调递增,
∴当x∈[1,2]时,,
∴,
∴.
故选:D.
2.若函数f(x)=logax﹣x+a(a>0且a≠1)有两个零点,则实数a的取值范围是( )
A.(0,1) B.(1,+∞) C.(1,e) D.(e,+∞)
【解答】解:令f(x)=0,有logax=x﹣a,
①当a>1时,函数y=logax单增,函数y=x﹣a相当于函数y=x向下至少移动了1个单位,故函数y=logax与y=x﹣a的图象有两个交点;
②当0<a<1时,函数y=logax与y=x﹣a的图象显然仅有一个交点,
综上,a>1.
故选:B.
3.已知函数f(x),g(x)=f(x)+x+a.若g(x)存在2个零点,则a的取值范围是( )
A.[﹣1,0) B.[0,+