内容正文:
课时梯级训练(40) 函数的零点与方程的解
1.若函数f(x)=x2+2x+a没有零点,则实数a的取值范围是( )
A.a<1 B.a>1
C.a≤1 D.a≥1
B 解析:由题意得,Δ=4-4a<0,∴a>1.
2.(多选)下列图象表示的函数中有两个零点的有( )
CD 解析:根据零点的定义可知,零点是函数图象与x轴的交点的横坐标,选项A中与x轴没有交点,即函数没有零点;选项B中函数图象与x轴只有一个交点,即函数只有一个零点;选项C,D中函数图象与x轴有两个交点,即函数有两个零点.
3.函数f(x)=()x-x3-2在区间(-1,0)内的零点个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
B 解析:因为y=()x和y=-x3在定义域上单调递减,易得f(x)=()x-x3-2在区间(-1,0)内连续且为减函数,又因为f(-1)=()-1-(-1) 3-2=1>0,f(0)=()0-(0)3-2=-1<0.故f(x)在区间(-1,0)内的零点个数是1.故选B.
4.(2024·高州高一期末)函数f(x)=2x+log2x-的零点所在的区间是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,5)
C 解析:f(x)=2x+log2x-在(0,+∞)上是增函数,
又因为f(1)=21+log21-<0,f(2)=22+log22-<0,
f(3)=8+log23-=log23-=(log29-3)>(log28-3)=0,故所求零点所在区间为(2,3).
5.方程ex+4x-3=0的解所在的区间是( )
A.(-,0) B.(0,)
C.(,) D.(,)
C 解析:令f(x)=ex+4x-3,f(x)在定义域上单调递增,
∵f()=e+1-3=e-2<e-2<0,f()=e-1>0,∴f()·f()<0,∴函数f(x)=ex+4x-3在(,)上有一个零点,即方程ex+4x-3=0的解所在的区间是(,).
6.(2024·林玉高一检测)已知函数f(x)=,若函数g(x)=f(x)-k有两个零点,则实数k的取值范围是________.
答案:(1,4) 解析:已知函数f(x)=,则函数图象如下:
故函数g(x)=f(x)-k有两个零点即方程f(x)=k的根有两个,结合函数图象即可得1<k<4,故实数k的取值范围是(1,4).
7.若abc≠0,且b2=ac,则函数f(x)=ax2+bx+c的零点的个数是________.
答案:0 解析:∵ax2+bx+c=0的根的判别式Δ=b2-4ac,b2=ac,且abc≠0,∴Δ=-3b2<0,∴方程ax2+bx+c=0无实根.
∴函数f(x)=ax2+bx+c无零点.
8.关于x的方程mx2+2(m+3)x+2m+14=0有两实根,且一个大于4,一个小于4,求实数m的取值范围.
解:原方程可化为x2+x++2=0,
令f(x)=x2+x++2,则f(4)<0,
即16+++2<0,即<-13,
解得-<m<0.故实数m的取值范围是(-,0).
9.(2024·贵港高一期末)已知函数f(x)=,若实数m∈(0,1],则函数g(x)=f(x)-m的零点个数是( )
A.0或1 B.1或2
C.1或3 D.2或3
D 解析:函数g(x)=f(x)-m的零点个数即函数y=f(x)与y=m的函
数图象交点个数问题,画出f(x)=的图象与y=m,m∈(0,1]的图象,如图所示:
故函数g(x)=f(x)-m的零点个数是2或3.
10.(2024·重庆长寿高一期末)已知函数f(x)=3x+x,g(x)=log3x+x,h(x)=x3+x的零点分别为a,b,c,则a,b,c的大小顺序为( )
A.a>b>c B.b>c>a
C.c>b>a D.a>c>b
B 解析:因为函数f(x)=3x+x的零点即为y=3x与y=-x的图象的交点横坐标,函数g(x)=log3x+x的零点即为y=log3x与y=-x的图象的交点横坐标,函数h(x)=x3+x的零点即为y=x3与y=-x的图象的交点横坐标,在同一坐标系内,分别画出函数y=3x,y=log3x,y=x3,y=-x的图象,如图所示,
由图象可得a<0,b>0,c=0,所以a<c<b.
11.若函数y=()|x-1|+m有零点,则实数m的取值范围是________.
答案:[-1,0) 解析:因为函数y=()|x-1|+m有零点,所以方程()|x-1|+m=0有解,即方程()|x-1|=-m有解,因为|x-1|≥0,所以0<() |x-1|≤1,即0<-m≤1,因此-1≤m<0.所以实数m的取值范围是[-1,0).
12.(2024·崇左高一检测)f(x)=ln |x-2|-m(m∈R)的所有零点之和为________.
答案:4 解析:函数f(x)=ln |x-2|-m(m∈R)的零点即为方程ln |x-2|=m的解,即|x-2|=em,所以x=em+2或x=-em+2,所以函数f(x)=ln |x-2|-m(m∈R)的零点之和em+2-em+2=4.
13.已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2-2x.
(1)求f(x)的解析式,并画出f(x)的图象;
(2)设g(x)=f(x)-k,利用图象讨论:当实数k为何值时,函数g(x)有1个零点?2个零点?3个零点?
解:(1)当x≥0时,f(x)=x2-2x.
设x<0,可得-x>0,则f(-x)=(-x)2-2(-x)=x2+2x.
∵函数f(x)为奇函数,则f(x)=-f(-x)=-x2-2x.
∴f(x)=函数的图象如图所示.
(2)由g(x)= f(x)-k=0可得f(x)=k,结合(1)中函数的图象可知,
①当k<-1或k>1时,y=k与y= f(x)的图象有1个交点,即g(x)= f(x)-k有1个零点.
②当k=-1或k=1时,y=k与y= f(x)的图象有2个交点,即g(x)= f(x)-k有2个零点.
③当-1<k<1时,y=k与y= f(x)的图象有3个交点,
即g(x)= f(x)-k有3个零点.
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