内容正文:
第二章 函数的概念与基本初等函数 3
课时作业14 函数与方程
一、单项选择题
1.函数y=x-4·
1
2
x
的零点所在的区间是
( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
2.已知函数f(x)=
2x -1,x ≤1,
1+log2x,x >1, 则函数
f(x)的零点为 ( )
A.2 B.-2,0
C.12 D.0
3.用二分法求函数f(x)=ln(x+1)+x-1在
区间(0,1)上的零点,要求精确度为0.01时,所
需二分区间的次数最少为 ( )
A.5 B.6
C.7 D.8
4.(2023·陕西西安模拟)函数y=x3 和y=
1
2
x-2
存在公共点P(x0,y0),则x0的取值范
围为 ( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
5.(2023·广东汕头质检)若函数f(x)=x2-
ax+1在区间
1
2
,3 上有零点,则实数a 的取
值范围是 ( )
A.(2,+∞) B.[2,+∞)
C.2,52
D.2,103
6.已知三个函数f(x)=2x +x,g(x)=x-1,
h(x)=log3x+x 的零点依次为a,b,c,则
( )
A.a<b<c
B.b<a<c
C.c<a<b
D.a<c<b
二、多项选择题
7.(2023· 山 东 济 宁 模 拟)已知函数f(x)=
1
3
x
-log2x,0<a<b<c,f(a)f(b)f(c)<
0,实数d 是函数f(x)的一个零点.给出下列
四个判断,其中可能成立的是 ( )
A.d<a B.d>b
C.d>c D.d<c
8.已知函数f(x)=
-x2-2x,x ≤0,
|log2x|,x >0. 若x1<
x2<x3<x4,且f(x1)=f(x2)=f(x3)=
f(x4)=k,则下列结论正确的是 ( )
A.x1+x2=-1
B.x3x4=1
C.1<x4<2
D.0<k<1
9.在数学中,布劳威尔不动点定理可应用到有限
维空间,并是构成一般不动点定理的基石,它
得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔,简单地
讲就是对于满足一定条件的连续函数f(x),
存在一个点x0,使得f(x0)=x0,那么我们称
该函数为“不动点”函数,下列为“不动点”函数
的是 ( )
A.f(x)=2x +x
B.f(x)=x2-x-3
C.f(x)=x
1
2 +1
D.f(x)=|log2x|-1
三、填空题
10.函数f(x)=2x +x-5在(t,t+1)上存在零
点,则整数t的值为 .
11.(2023·广东湛江模拟)设a∈Z,函数f(x)=
ex +x-a,若x ∈(-1,1)时,函数有零点,
则a的取值个数为 .
12.函数f(x)=
1
|x-1|-
2cos
πx 在区间
[-3,5]上所有零点的和等于 .
-315-
hhh
四、解答题
13.已知函数f(x)=ax(a>0,且a≠1)的图象
经过点3,18 .
(1)求a的值;
(2)求f(x)在区间 -
1
2
,2
上的最大值;
(3)若函数g(x)=f(x)-x,求证:g(x)在
区间(0,1)内存在零点.
14.已知函数f(x)是定义在(-4,4)上的奇函
数,且当x ∈ (0,4)时,f(x)=|log2x|.
(1)求函数f(x)的解析式和单调区间;
(2)若关于x 的方程f(x)=m 有两个不相等
的实数根,求实数m 的取值范围.
-316-
hhh
当a≤0时,f(x)≥0,g(x)≤0,两
个函数的图象不可能有4个交点,不
满足条件;
则a>0,此时g(x)=a|x-1|=
a(x-1),x ≥1,
-a(x-1),x <1, 当-3<x<0
时,f(x)= -x2 - 3x,g(x)=
-a(x-1),
由图知,直线和抛物线相切时,两个
函数的图象有3个交点,此时-x2-
3x= -a(x-1),即x2+(3-a)x+
a=0.
则Δ = (3-a)2-4a =0,即a2-
10a+9=0,解得a=1或a=9,当
a = 9 时,g(x)= -9(x - 1),
g(0)=9,此时不成立,故a=1,
要使两个函数的图象有4个交点,则
此时0<a<1,
若a >1,则当x <1时,g(x)=
-a(x-1)与f(x)的图象有2个交
点,此时只需要当x >1时,f(x)=
g(x)有2个不同的实根即可,
即x2+3x =a(x-1),整理得x2+
(3-a)x+a=0,
令 h(x)= x2 + (3-a)x +a,
则
h(1)=4>0,
h -
3-a
2 = -a
2+10a-9
4 <0
,
-
3-a
2 >1
,
解得a>9.
综 上,a 的 取 值 范 围 是 (0,1)∪
(9,+∞).
课时作业14 函数与方程
1.B y=x-4·
1
2
x
=x-
1
2
x-2
为 R 上 的 连 续 单 调 递 增 函 数,且
f(1)=1-2<
0,f(2)=2-1>0,
所以f(1)·f(2)<0,故函数y=x-
4· 12
x
的零点所在区间为(1,2).故
选B.
2.D ∵ 函数f(x)=
2x -1,x≤1,
1+log2x,x>1,
当x≤1时,令f(x)=2x -1=0,解
得x =0.当x>1时,令f(x)=1+
log2x =0,解得x =
1
2
(舍去),综上,
函数的零点为0.故选D.
3.C 开区间(0,1)的长度等于1,每经
过一次操作,区间长度变 为 原 来 的 一
半,经过n(n∈N*)次操作后,区间长
度变为
1
2n
.令1
2n
<0.01,解得n≥7,
且n∈N*,故所需二分区间的次数最
少为7.
4.B 由题意知,f(x)=x3-
1
2
x-2
=
0 有 解,f(0)= -4,f(1)= -1,
f(2)=7,因为f(x)在R上连续且在
R上单调递增,有f(1)·f(2)<0,则
x0 的取值范围为(1,2),故选B.
5.D 由 题 意 知 方 程ax =x2 +1在
1
2
,3 上有实数解,即a=x+1x 在
1
2
,3 上有解,设t=x + 1x ,x ∈
1
2
,3 ,则t的取值范围是 2,103 .
所以实数a 的取值范围是 2,103 .
6.D 令f(x)=2x +x =0,解得x<
0,令g(x)=x-1=0,解得x =1,
由h(x)=log3x+x 在(0,+∞)上单
调递增,得h 13 = -1+ 13 <0,
h(1)=1>0,因此h(x)的零点x0∈
1
3
,1 ,则b>c>a.故选D.
7.ABD 由y =
1
3
x
在(0,+∞)上
单调递减,y=log2x 在(0,+∞)上单
调递增,可得f(x)=
1
3
x
-log2x
在定义域(0,+∞)上是减函数,当0<
a<b<c时,f(a)>f(b)>f(c),因
为f(a)f(b)f(c)<0,f(d)=0,所
以 ①f(a),f(b),f(c)都 为 负 值,则
a,b,c都大于d;②f(a)>0,f(b)>
0,f(c)<0,则a,b都小于d,c大于d.
综合 ①② 可得d>c不可能成立.
8.BCD 作出函数f(x)的大致图象如
图所示.
由图 可 知,x1 +x2 = -2.当 y =
|log2x|=1时,有x =
1
2
,2,所 以
1
2 <x3 <1<x4 <2
;由f(x3)=
f(x4),得|log2x3|=|log2x4|,即
log2x3+log2x4 =0,所以x3x4 =1,
由图可知0<k<1,故选BCD.
9.BCD 对于A,2
x0+x0=x0 无解,所
以 A不满足题意;对于B,x20 -x0 -
3=x0,解得x0=3或x0= -1,所以
B满足题意;对于C,x
1
2
0 +1=x0,解得
x0 =
3+ 5
2 >0
,所以C满足题意;对
于D,|log2x0|-1=x0,在同一平面
直角 坐 标 系 下 画 出 函 数 f(x)以 及
y=x 的图象(如图),可确定两个函数
的图象有交点,即方程有解,所以D满
足题意.故选BCD.
10.1
解析:f(x)=2x +x-5在R上单调
递增,由 函 数 零 点 存 在 定 理 可 知,
f(t)<0,f(t+1)>0,由于f(1)<
0,f(2)>0,故整数t=1.
11.4
解析:根 据 函 数 解 析 式 得 到 函 数
f(x)是单调递增的.由 函 数 零 点 存
在定理知,若x∈(-1,1)时,函数有
零点,需 要 满 足 f(-1)<0,
f(1)>0, 解 得
1
e-1<a<e+1
,因为a是整数,所
以a 的可能取值为0,1,2,3.
12.8
解析:因为f(x)=
1
|x-1|-
2cos
πx,令f(x)=0,则
1
|x-1|=
2cos
πx,则 函 数 的 零 点 就 是 y =
1
|x-1|
和y=2cos
πx 图象交点的
横坐标,可得y =
1
|x-1|
和y =
2cos
πx 的图象都关于直线x =1对
称,则交点也关于直线x =1对称,画
出两个函数的图象,如图所示,
观察图象可知,y=
1
|x-1|
和y=
2cos
πx 在[-3,5]内有8个交点,即
f(x)有8个零点,且关于直线x =1
对称,故所有零点的和为4×2=8.
13.解:(1)因为函数f(x)=ax(a>0,
且a≠1)的图象经过点 3,
1
8 ,
所以a3 =
1
8
,所以a=
1
2.
(2)因 为 a =
1
2
,所 以 f(x)=
1
2
x
,
所以f(x)在区间 -
1
2
,2 上单调
递减,
所以f(x)在区间 -
1
2
,2 上的最
大值是f -
1
2 = 12
-12
= 2,
所以f(x)在区间 -
1
2
,2 上的最
大值是 2.
(3)证明:因为g(x)=f(x)-x,所
以g(x)=
1
2
x
-x,
因为g(0)=1>0,g(1)= -
1
2 <
0,所以g(0)g(1)<0,
又y =g(x)在区间[0,1]上的图象
是一条连续的曲线,
由函数零点存在定理可得,g(x)在
区间(0,1)内存在零点.
-578-
参
考
答
案
14.解:(1)当x=0时,f(x)=0;当x∈
(-4,0)时,有 -x ∈ (0,4),此 时
f(x)= -f(-x)= -|log2(-x)|.
故函数f(x)的解析式为f(x)=
|log2x|,0<x <4,
0,x =0,
-|log2(-x)|,-4<x <0,
当0<x<1时,f(x)= -log2x,函
数f(x)单调递减;
当1<x<4时,f(x)=log2x,函数
f(x)单调递增;
由奇函数的性质,当-1<x<0时,
函数f(x)单调递减;
当-4<x<-1时,函数f(x)单调
递增.
故函数的单调递增区间为(-4,-1),
(1,4);
单调递减区间为(-1,0),(0,1).
(2)如图,
当x∈ (-4,-1)时,f(x)∈ (-2,
0),f(-1)=0;
当x ∈ (-1,0)时,f(x)∈ (-∞,
0),f(0)=0;
当x∈(0,1)时,f(x)∈(0,+∞),
f(1)=0;
当x ∈ (1,4)时,f(x)∈ (0,2);
故m ∈ (-2,0)∪ (0,2).
课时作业15 函数模型的应用
1.C 设这种细菌由1个分裂成4
096个
需经过x 次分裂,则4
096=2x,解得
x =12,故 所 需 时 间t=
12×15
60 =
3(h).
2.B 选项A表示龟兔同时到达;选项C
表示兔子没有追赶乌龟;选项D表示兔
子先到达终点.
3.B 设该股民购进这支股票的价格为a
元,则经历n 次涨停后的价格为a(1+
10%)n =a×1.1n 元,经历n次跌停后
的价格为a×1.1n×(1-10%)n =a×
1.1n ×0.9n =a× (1.1×0.9)n =
0.99n·a<a,故该股民这支股票略有
亏损.
4.C 由 题 意 知 4.9 = 5+lg
V,得
lg
V = -0.1,得V =10
-110 ≈0.8,所
以该同学视力的小数记录法的数据约
为0.8.
5.D 由题意,最近三年测得沙漠面积增
加值分别为0.2万公顷、0.4万公顷和
0.76万公顷,即(1,0.2),(2,0.4),(3,
0.76),对于A,函数y=0.2x,当x =
3时,y =0.6和0.76相差较大;对于
B,函数y =0.1x2+0.1x,当x =2
时,y =0.6和0.4相差较大;对于C,
函数y=0.2+log4x,当x=2时,y=
0.7和0.4相差较大;对于D,函数y=
2x
10
,当x=1时,y=0.2,当x=2时,
y=0.4,当x =3时,y=0.8和0.76
相差0.04,综 合 可 得,选 用 函 数 关 系
y =
2x
10
较为近似.故选D.
6.B 由题意可知,e
4a+b
ea+b
=e3a =1+1,解
得ea =
3
2,由ea+b =20,可得e3a+b =
ea+b ·e2a = ea+b · (ea)2 = 20×
(32)2 ≈20×1.262 ≈31.75.故选B.
7.ABD 由题图,设甲厂的总费用y1 与
证书数量x 满足的函数关系式为y =
kx +b,代 入 点 (0,1),(6,4),可 得
b=1,
6k+b=4, 解 得 k=0.5,b=1. 所 以 甲
厂的总费用y1 与证书数量x 满足的函
数关系式为y1 =0.5x+1,知甲厂制
版费为1千元,印刷费平均每个为0.5
元,故A,B正确;当印制证书数量不超
过2千个时,乙厂的印刷费平均每个为
3÷2=1.5(元),故C不 正 确;设 当
x>2时,y2 与x 之间的函数关系式为
y2 =mx+n,代入点(2,3),(6,4),可
得
2m+n=3,
6m+n=4, 解 得
m =
1
4
,
n=
5
2
,
所 以
当x>2时,y2与x之间的函数关系式
为y2 =
1
4x +
5
2
,故 D 正 确.故
选ABD.
8.AC P0>0,0<1+k<1,由指数函
数的性质可知Pn =P0(1+k)n(k>
-1)是关于n 的单调递减函数,即人
口数呈下降趋势,故A正确,B不正确;
k=
1
3
,Pn =P0
4
3
n
≥2P0,所以
4
3
n
≥2,所以n≥log4
3
2(n∈N),
log4
3
2∈ (2,3),所以n 的最小值为3,
故C正确;k=-
1
3
,Pn =P0
2
3
n
≤
1
2P0
,所 以 2
3
n
≤
1
2
,所 以n ≥
log2
3
1
2
(n∈ N),log2
3
1
2 =log32
2∈
(1,2),所以n 的最小值为2,故D不正
确.故选AC.
9.BCD 对于A,由t=f(θ)=
1
k
[ln(θ0-
θ1)-ln(θ-θ1)],得kt=ln
θ0-θ1
θ-θ1
,
所以
θ0-θ1
θ-θ1
=ekt,整 理 得θ =θ1 +
(θ0-θ1)
1
ekt
.故A错误;对于B,由题意
可知t=f(θ)=
1
k
[ln(100-20)-ln(θ-
20)]=
1
kln
80
θ-20
.t=20ln
80
40-20=
20ln
4=40
ln
2≈28,故B正确;对于
C,由f(60)=10,得
1
kln
80
40=10
,得
k=
ln
2
10
,则t=
10
ln
2
·ln 8030-20=
10
ln
2ln
8=30,故C正确;对于D,设这
壶水从100
℃冷却到70
℃所需时间为
t1分钟,则t1=
1
kln
80
70-20=
1
k
(ln
8-
ln
5),设这壶水从70
℃ 冷却到40
℃ 所
需时间为t2分钟,则t2=
1
kln
70-20
40-20=
1
k
(ln
5-ln
2),因为t1-t2=
1
k
(ln
8+
ln
2-2ln
5)=
1
kln
16
25<0
,所以t1 <
t2,故D正确.故选BCD.
10.3
解析:为使花钱总数最少,需使每张
订单满足“每张订单金额(6折后)满
300元时可减免100元”,即每张订单
打折前原金额不少于500元.由于每
件原价 为48元,因 此 每 张 订 单 至 少
11件,又42=11×3+9,所以最少需
要下的订单张数为3.
11.16
解析:当t=0时,y=a;当t=8时,
y =ae-8b =
1
2a
,故e-8b =
1
2.
当容
器中的 沙 子 只 有 开 始 时 的 八 分 之 一
时,即y=ae-bt =
1
8a
,e-bt =
1
8 =
(e-8b)3=e-24b,则t=24,所以再经过
16
min容器 中 的 沙 子 只 有 开 始 时 的
八分之一.
12.8
解析:因为1小时后血液中酒精含量
为(1-20%)
mg/mL,所以x 小时后
血液中酒精含量为(1-20%)x
mg/mL,
由题意可知100
mL血液中酒精含量
低于20
mg的驾驶员可以驾驶汽车,
所以(1-20%)x <0.2,0.8x <0.2,
两边取对数lg
0.8x <lg
0.2,即x >
lg
0.2
lg
0.8≈7.2
,所以他至少经过8个小
时才能驾驶汽车.
13.解:(1)依据题意,有p(x)=f(x)·
g(x)= 8+
8
x ·(143-|x-22|)
(1≤x ≤30,x ∈N*)=
8x+
968
x +976
(1≤x ≤22,x ∈N*),
-8x+
1
320
x +1
312(22<x ≤30,x ∈N*).
(2)① 当1≤x ≤22,x ∈ N* 时,
p(x)=8x+
968
x +976≥
2 8x·968x +976=1
152(当且仅
当x = 11时,等 号 成 立),因 此,
p(x)min =p(11)=1
152千元.
② 当22<x ≤30,x ∈N* 时,
p(x)= -8x+
1
320
x +1
312.
-579-