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课时冲关15 函数与方程、不等式之间的关系
学生用书 P294
[基础训练组]
1.下列图像表示的函数中能用二分法求零点的是( )
解析:C [A中函数没有零点,因此不能用二分法求零点;B中函数的图像不连续;D中函数在x轴下方没有图像.]
2.函数f(x)=的零点个数为( )
A.3 B.2
C.1 D.0
解析:B [当x≤0时,由f(x)=x2+2x-3=0,得x1=1(舍去),x2=-3;当x>0时,由f(x)=-2+ln x=0,得x=e2,所以函数f(x)的零点个数为2.]
3.函数f(x)=ln x-的零点所在的区间为( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
解析:B [易知f(x)=ln x-的定义域为(0,+∞),且在定义域上单调递增.
∵f(1)=-2<0,f(2)=ln 2->0,
∴f(1)·f(2)<0,∴根据零点存在性定理知f(x)=ln x-的零点所在的区间为(1,2).]
4.(2024·玉溪市模拟)若定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+2)=f(x),且x∈[0,1]时,f(x)=x,则方程f(x)=log3|x|的解有( )
A.2个 B.3个
C.4个 D.多于4个
解析:C [由f(x+2)=f(x)可得函数的周期为2,
又函数为偶函数且当x∈[0,1]时,f(x)=x,
故可作出函数f(x)的图像.
∴方程f(x)=log3|x|的解个数等价于y=f(x)与y=log3|x|图像的交点个数,由图像可得它们有4个交点,故方程f(x)=log3|x|的解的个数为4.]
5.(多选)给出以下四个方程,其中有唯一解的是( )
A.ln x=1-x B.ex=
C.2-x2=lg |x| D.cos x=|x|+1
解析:ABD [对于A,设f(x)=ln x+x-1,易知y=f(x)为增函数,又f(1)=0,故ln x=1-x有唯一解,符合;对于B,设g(x)=ex-,易知y=g(x)为增函数,又g=-2<0,g(1)=e-1>0,由函数零点存在定理可得ex=有唯一解,符合;对于C,设h(x)=x2+lg x-2,易知y=h(x)为增函数,由h(1)=1-2<0,h(2)=2+lg 2>0,由函数零点存在定理可得h(x)=x2+lg x-2有唯一零点,又H(x)=2-x2-lg |x|为偶函数,则2-x2=lg|x|有两个解,不符合;对于D,因为cos x∈[-1,1],|x|+1≥1,当且仅当x=0时cos x=|x|+1,即cos x=|x|+1有唯一解,符合.]
6.(2024·辽宁模拟)函数f(x)是定义在R上的奇函数,且函数f(x-1)为偶函数,当x=[0,1]时,f(x)=,若g(x)=f(x)-x-b有三个零点,则实数b的取值集合是( )
A.(2k-+1,2k+-1),k∈Z
B.,k∈Z
C.(4k-+1,4k+-1),k∈Z
D.,k∈Z
解析:C [由已知得,f(-x)=-f(x),f(x-1)=f(-x-1),
则f(x+1)=-f(-x-1)=-f(x-1)=f(1-x),
所以函数f(x)的图像关于直线x=1对称,关于原点对称,又f(x+2)=f((x+1)+1)=-f((x+1)-1)=-f(x),
进而有f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以得函数f(x)是以4为周期的周期函数.
由g(x)=f(x)-x-b有三个零点可知,函数f(x)与函数y=x+b得图像有三个交点,
当直线y=x+b与函数f(x)图像在[0,1]上相切时,
由x+b=,即2x2+(2b-2)x+b2=0,故方程2x2+(2b-2)x+b2=0有两个相等得实根.
由Δ=0⇒(2b-2)2-4·2·b2=0,解得b=-1±,
当x∈[0,1]时,f(x)=,作出函数f(x)与函数y=x+b的图像如图:
由图知当直线y=x+b与函数f(x)图像在[0,1]上相切时,b=-1+,
数形结合可得g(x)在[-2,2]上有三个零点时,实数b满足1-<b<-1+,
再根据函数f(x)的周期为4,可得所求的实数b的范围为,k∈Z.]
7.函数f(x)=则函数y=f[f(x)]+1的所有零点所构成的集合为________.
解析:由题意知f[f(x)]=-1,由f[f(x)]=得函数y=f[f(x)]+1的零点就是使f(x)=-2或f(x)=的x值,
解f(x)=-2得x=-3或x=;
解f(x)=得x=-或x=,
从而函数y=f[f(x)]+1的零点构成的集合为.
答案:
8.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=______