内容正文:
第12课 函数与方程
普查与练习12 函数与方程
1.函数零点所在区间的判断
a.利用零点存在定理判断函数零点所在区间
(1)(多选)(湖北荆州四模,5分)在下列区间中,函数f(x)=ex-4x-3一定存在零点的区间为( )
A. B.(-e,3) C. D.
解析:由f(x)=ex-4x-3,得f′(x)=ex-4.
令f′(x)=0,即ex-4=0,解得x=ln4,
∴当x∈(-∞,ln4)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(ln4,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增.
对于A,f(-1)=+1>0,f=-5<0,
∴f(x)在内一定存在零点,故A正确;
对于B,f(-e)=e-e+4e-3>0,f(3)=e3-15>0.
又∵-e<ln4<3,f(ln4)=eln4-4ln4-3=1-4ln4<0,
∴f(x)在(-e,3)内一定存在零点,故B正确;
对于C,f(0)=-2<0,f<0.
∵<ln4,∴f(x)在上单调递减,
∴f(x)在内一定不存在零点,故C错误;
对于D,f(-1)>0,f=--3<0,
∴f(x)在内一定存在零点,故D正确.
故选ABD.
b.利用数形结合法判断函数零点所在区间
(2)(天津南开中学模拟,5分)函数y=lnx-的零点所在的大致区间是( )
A. B.(1,2) C.(2,e) D.(e,+∞)
解析:(法一)令f(x)=lnx-.
因为函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,f(2)=ln2-1<0,f(e)=1->0,f(2)·f(e)<0,
所以函数f(x)的零点所在的大致区间是(2,e).
故选C.
(法二)令f(x)=lnx,g(x)=,则函数y=lnx-的零点即为函数f(x)与g(x)图像交点的横坐标.在同一平面直角坐标系中作出函数f(x),g(x)的图像,如图所示:
由图可知,f(x),g(x)图像交点的横坐标在(2,e)内,所以函数y=lnx-的零点所在的区间为(2,e).故选C.
2.函数零点个数的判断
a.利用零点存在定理法判断函数零点个数
(3)(江苏苏州月考节选,5分)已知函数g(x)=x2-1-2sinx,则g(x)在区间(0,π)上有________个零点.
解析:g(x)=x2-1-2sinx,x∈(0,π),
则g′(x)=2x-2cosx.
①当x∈时,g′(x)>0,g(x)单调递增.
又g=-3<0,g(π)=π2-1>0,
∴g(x)在区间上有一个零点.
②当x∈时,设h(x)=g′(x)=2x-2cosx,
则h′(x)=2+2sinx>0,
∴g′(x)在区间上单调递增.
又g′(0)=-2<0,g′=π>0,
∴存在x0∈,使g′(x0)=0,
∴当x∈(0,x0)时,g′(x)<0,g(x)单调递减;
当x∈时,g′(x)>0,g(x)单调递增.
又g(0)=-1<0,g<0,
∴g(x)在区间上无零点.
综上,函数g(x)在区间(0,π)上只有一个零点.
b.利用解方程法判断函数零点个数
(4)(北京海淀区期中,5分)已知函数f(x)=则函数f(x)的零点个数为________.
解析:函数f(x)的零点个数即为方程f(x)=0的实数根的个数.当x<1时,令(x+1)ex=0,因为ex>0,所以x+1=0,解得x=-1;当x≥1时,令x2-2x=0,解得x=2,所以方程f(x)=0有两个实数根,所以函数f(x)的零点个数为2.
c.利用数形结合法判断函数零点个数
(5)(重庆模拟,5分)若函数f(x)满足f(x)=f(x+2),且当x∈[-1,1]时,f(x)=x2,则函数y=f(x)与函数y=lg|x|的图像的交点个数为( )
A.18 B.16 C.14 D.10
解析:因为f(x+2)=f(x),且当x∈[-1,1]时,f(x)=x2,所以函数f(x)是以2为最小正周期的周期函数,且为偶函数.
令lgx=1,则x=10,所以函数y=lgx的图像过点(10,1).
在同一平面直角坐标系内作出x>0时函数y=f(x)与函数y=lg|x|=lgx的图像,如图所示.
观察图像可知,当x>0时,函数y=f(x)与函数y=lg|x|的图像有9个交点.
易知函数y=lg|x|也为偶函