内容正文:
必备知识
1.函数的零点的概念
(1)概念:对于一般函数,方程f(x)=0的实数根叫作函数y=f(x)的零点.
(2)方程的根、函数的图象、函数的零点三者之间的联系.
2.函数零点的判断
求方程f(x)=0的实数根,就是确定函数y=f(x)的零点.设函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,如果在区间[a,b]的左端点x=a处,曲线在x轴上方,而在x=b处,曲线在x轴下方,则可以断定,曲线一定会和x轴在(a,b)内的某点处相交,一般地,当x从a到b逐渐增加时,如果f(x)连续变化且有f(a)·f(b)<0,则存在点x0∈,使得f(x0)=0.
3.二分法的概念
对于在区间[a,b]上连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x)通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫作二分法.
结论拓展
1.若函数f(x)在[a,b]上单调,且f(x)的图象是连续不断的一条曲线,则f(a)·f(b)<0⇒函数f(x)在[a,b]上只有一个零点.
2.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.
3.周期函数如果存在零点,则必有无穷个零点.
4.函数F(x)=f(x)-g(x)有零点⇔方程F(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)与y=g(x)的图象有交点.
夯基固本
1.判断正误
(1)若函数g=f(x)在区间(a,b)上有零点,则一定有f(a)·f(b)<0.( × )
(2)用二分法可求所有函数的零点.( × )
(3)用二分法求函数的零点近似值的方法仅对函数的变号零点适用.( √ )
(4)若f(x)在区间[a,b]上连续不断,且f(a)·f(b)>0,则f(x)在(a,b)内没有零点.( × )
2.下列函数图象与x轴均有交点,其中不能用二分法求图中函数零点的是( )
A 解析:根据二分法的概念可知选项A中函数不能用二分法求零点.
3.函数f=ln x-的零点所在的大致区间是( )
A.(1,2) B.(2,3)
C.和(3,4) D.(4,+∞)
B 解析:因为f(2)=ln 2-1<0,f=ln 3->0,所以f(2)·f(3)<0.
4.(多选)下列说法中正确的是( )
A.函数f(x)=x+1的零点为(-1,0)
B.函数f(x)=x+1的零点为-1
C.函数f(x)的零点,即函数f(x)的图象与x轴的交点
D.函数f(x)的零点,即函数f(x)的图象与x轴的交点的横坐标
BD 解析:根据函数零点的定义,可知f(x)=x+1的零点为-1.函数y=f(x)的零点,即函数y=f(x)的图象与x轴的交点的横坐标,因此B,D正确,A,C错误.
5.若函数f(x)在[a,b]上图象连续不断,且同时满足f(a)f(b)<0,ff>0,则( )
A.f(x)在上有零点
B.f(x)在上有零点
C.f(x)在上无零点
D.f(x)在上无零点
B 解析:因为f(a)f(b)<0,ff>0,所以ff<0,又f(x)在上图象连续不断,所以f(x)在上有零点.
6.(忽视二次项系数为零的讨论)函数f(x)=ax2-x-1有且仅有一个零点,则实数a的值为_______.
答案:0,- 解析:当a=0时,f(x)=-x-1,令f(x)=0得x=-1,
故f(x)只有一个零点为-1,当a≠0时,则Δ=1+4a=0,∴a=-.
综上有a=0或-.
函数零点所在区间的判定 自主练通
1.(2022·新疆三模)函数f(x)=2x+ln x-1的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
D 解析:函数f(x)=2x+ln x-1为(0,+∞)上的增函数,
由f(1)=1>0,f=-ln 2-1<-ln 2-1=-ln 2<-ln =-=0,
可得函数f(x)的零点所在的区间为.故选D.
2.设函数f(x)=x-ln x,则函数y=f(x)( )
A.在区间,(1,e)内均有零点
B.在区间,(1,e)内均无零点
C.在区间内有零点,在区间(1,e)内无零点
D.在区间内无零点,在区间(1,e)内有零点
D 解析:当x∈时,函数图象连续不断,
且f′(x)=-=<0,所以函数f(x)在上单调递减.又f=+1>0,f(1)=>0,f(e)=e-1<0,所以函数f(x)有唯一的零点在区间(1,e)内.
3.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=________.
答案:2 解析:对于函数y=logax,当x=2时,可得y<1,当x=3时,可得y>1,在同一坐标系中画出函数y=logax,y=-x