内容正文:
假期必刷12 函数的应用(二)
1.函数零点的定义
对于函数y=f(x)(x∈D),把使 成立
的实数x叫做函数y=f(x)(x∈D)的零点.
2.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与
零点的关系
Δ>0 Δ=0 Δ<0
二 次 函 数
y=ax2 +
bx+c(a>
0)的图象
与x 轴的
交点
(x1,0) 无交点
零点个数 两个 一个 零个
3.二分法
对于在区间[a,b]上连续不断且
的函数y=f(x),通过不断地把函数
f(x)的零点所在的区间 ,使区间
的两个端点逐步逼近 ,进而得到零点
近似值的方法叫做二分法.
4.应用函数模型解决问题的基本过程
1.f(x)=0
2.(x1,0),(x2,0)
3.f(a)f(b)<0 一分为二 零点
4.画出散点图 选择函数模型 求出函数模型
判断函数零点个数的四种常用方法
(1)利用方程根,转化为解方程,有几个不同的
实数根就有几个零点.
(2)画出函数y=f(x)的图象,判断它与x轴
的交点个数,从而判断零点的个数.
(3)结合单调性,利用f(a)f(b)<0,可判断
y=f(x)在(a,b)上零点的个数.
(4)转化成两个函数图象的交点问题.
例如,函数F(x)=f(x)-g(x)的零点个
数就是方程f(x)=g(x)的实数根的个数,
也就是函数y=f(x)的图象与y=g(x)的
图象交点的个数.
1.实数a,b,c是图象连续不断的函数y=
f(x)定义域中的三个数,满足a<b<c,
f(a)f(b)<0,f(b)f(c)<0,则函数
y=f(x)在区间(a,c)上的零点有 ( )
A.2个 B.奇数个
C.1个 D.至少2个
2.函数f(x)=x3-4x的零点为 ( )
A.(0,0),(2,0) B.(-2,0),(0,0),(2,0)
C.-2,0,2 D.0,2
03
3.下列方程不能用二分法求近似解的为
( )
A.lnx+x=0 B.ex-3x=0
C.x3-3x+1=0 D.4x2-4 5x+5=0
4.函数f(x)=|x
2-1|
x
的图象为 ( )
5.设x0 是函数f(x)=lnx+x-4的零点,则
x0 所在的区间为 ( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
6.已 知 函 数 f(x)=
x+2,x≤0,
x+1x
,x>0,
ì
î
í
ï
ï
ïï
若 函 数
g(x)=[f(x)]2+4f(x)+a(a∈R)有三个
不同的零点,则实数a的取值范围为
( )
A.(-∞,4) B.(-∞,4]
C.(-∞,-12) D.(-∞,-12]
7.(多选)当生物死亡后,其体内原有的碳14
的含量大约每经过5730年衰减为原来的一
半,这个时间称为“半衰期”.当死亡生物体内
的碳14含量不足死亡前的千分之一时,用一
种放射性探测器就探测不到了.若某死亡生物
体内的碳14用该放射性探测器探测不到,则
它经过的“半衰期”个数可能是 ( )
A.8 B.9 C.10 D.11
8.(多选)研究表明,地震时释放的能量E(单
位:J)与地震里氏震级M 之间的关系为lgE
=4.8+1.5M,则 ( )
A.震级为2级的地震释放的能量为106.8J
B.释放能量为109.3J的地震震级为3级
C.9级地震释放的能量是8级地震释放的
能量的10倍
D.释放能量之比为1000∶1的两场地震的
震级相差2级
9.若一次函数f(x)=x+b的零点是2,那么
函数g(x)=bx2+x的零点是 .
10.从 A地到 B地的海底电缆有15个接点,
现发现某处接点发生故障,需及时修理,为
了尽快找出故障的发生点,一般最多需要
检查接点的个数是 .
11.已知某种药物在血液中以每小时20%的
比例衰减,现给某病人静脉注射了该药物
2500mg,设经过x个小时后,药物在病人
血液中的量为ymg.
(1)y与x 的关系式为 .
(2)当该药物在病人血液中的量保持在
1500mg以上时,才有疗效;而低于500mg
时,病人就有危险.要使病人没有危险,再次
注射该药物的时间不能超过 小
时.(精确到0.1)
(参考数据:0.20.3≈0.6,0.82.3≈0.6,0.87.2≈
0.2,0.89.9≈0.1)
12.已知一次函数f(x)满足:f(1)=2,f(2)=3.
(1)求f(x)的解析式.
(2)判断函数g(x)=-1+lgf2(x)在区间
[0,9]上零点的个数.
13
13.已知函数f(x)=(a-1)x2+4x-1,a∈R.
(1)若∀x∈R,f(x)<0恒成立,求实数a
的取值范围;
(2)若函数f(x)在区间(-1,1)内恰有一
个零点,求实数a的取值范围.
14.据了解,在不考虑空气阻力和地球引力的
理想状态下,可用公式v=v0ln
M
m
计算火箭的
最大速度v(m/s),其中v0(m/s)是喷流相对
速度,m(kg)是火箭(除推进剂外)的质量,
M(kg)是推进剂与火箭质量的总和,Mm
称
为总质比,已知 A 型火箭的喷流相对速度
为500m/s.
(1)当总质比为200时,利用给出的参考数
据求 A型火箭的最大速度.
(2)经过材料更新和技术改进后,A型火箭
的喷流相对速度提高到原来的2倍,总质
比变为原来的1
2
,若要使火箭的最大速度
至少增加500m/s,求在材料更新和技术
改进前总质比的最小整数值.
(参考数据:ln2≈0.7,ln5≈1.6,2.718<
e<2.719)
1.(多选)(2023新课标Ⅰ卷,10)噪声污染问
题越来越受到重视.用声压级来度量声音的
强弱,定义声压级Lp=20×lgpp0
,其中常数
p0(p0>0)是听觉下限阈值,p是实际声压.
下表为不同声源的声压级:
声源 与声源的距离/m 声压级/dB
燃油汽车 10 60~90
混合动力汽车 10 50~60
电动汽车 10 40
已知在距离燃油汽车、混合动力汽车、电动
汽车10m 处测得实际声压分别为p1,p2,
p3,则 ( )
A.p1≥p2 B.p2>10p3
C.p3=100p0 D.p1≤100p2
2.(2022北京卷,7)在北京冬奥会上,国家速
滑馆“冰丝带”使用高效环保的二氧化碳跨
临界直冷制冰技术,为实现绿色冬奥作出了
贡献.如图描述了一定条件下二氧化碳所处
的状态与T 和lgp的关系,其中T 表示温
度,单位是 K;p表示压强,单位是bar.下列
结论中正确的是 ( )
A.当T=220,p=1026时,二氧化碳处于
液态
B.当 T=270,p=128 时,二氧化碳处于
气态
C.当T=300,p=9987时,二氧化碳处于
超临界状态
D.当T=360,p=729时,二氧化碳处于超
临界状态
23
7.BCD
8.ABD [由于log32=
1
log23
,故问题等价于满足f(x)=
f 1x( ) 的函数.对于 A 选项f
1
x( ) =2
1
x +2-
1
x ≠f(x),
不符合题意;对于 B选项f 1x( ) =
1
x2
+2x ≠f
(x),不符
合题意;对于 C选项,f(x)=x+1x
,f 1x( ) =
1
x +x=
f(x),符合题意;对于 D 选项,f 1x( ) =
1
x-1
1
x+1
=1-x1+x≠
f(x),不符合题意.故选 A,B,D.]
9.3 10.12 11.3 1
12.解:(1)由loga
1
2>1
,得loga
1
2>loga .
①当a>1时,有a<12
,此时a∈⌀;
②当0<a<1时,有12<a
,从而1
2<a<1.
∴a的取值范围是 12
,1( ).
(2)∵函数y=log0.7x在(0,+∞)上为减函数,
∴由log0.72x<log0.7(x-1),
得
2x>0,
x-1>0,
2x>x-1,{ 解得x>1.
13.解:(1)要 使 此 函 数 有 意 义,则 有 x+1>0
,
x-1>0,{ 或
x+1<0,
x-1<0,{ 解得x>1或x<-1,
此函数的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞).
(2)f(-x)=loga
-x+1
-x-1=loga
x-1
x+1
=-loga
x+1
x-1=-f
(x),∴f(x)为奇函数.
f(x)=loga
x+1
x-1=loga 1+
2
x-1( ),函数u=1+
2
x-1
在区间(-∞,-1)和区间(1,+∞)上单调递减.所以当
a>1时,f(x)=loga
x+1
x-1
在(-∞,-1),(1,+∞)上单
调递减;
当0<a<1时,f(x)=loga
x+1
x-1
在(-∞,-1),(1,+∞)上
单调递增.
14.(1)因为函数f(x)=loga
m
x-1( ) 的图象恒过定点(1,0),
所以loga(m-1)=0,则m-1=1,得m=2,
所以f(x)=loga
2
x-1( ).
所以y=f(x+1)=loga
2
x+1-1( )=loga
1-x
x+1
,
由1-x
x+1>0
,得-1<x<1,即y=f(x+1)的定义域为
(-1,1),关于原点对称.
令h(x)=f(x+1)=loga
1-x
x+1
,
因为h(-x)=loga
1+x
-x+1=loga
1-x
x+1( )
-1
=-loga
1-x
x+1=-h
(x),
所以h(x)为奇函数,即函数y=f(x+1)为奇函数.
(2)由f(x)=g(x),得loga
2
x-1( )
=loga x+
k2+k+2
x -2
(k+1)[ ],
所以
x+k
2+k+2
x -2
(k+1)=2x-1
,
2
x-1>0
,
ì
î
í
ï
ï
ïï
由2
x-1>0
,得2-x
x >0
,解得0<x<2.
由x+k
2+k+2
x -2
(k+1)=2x-1
,
得x2+k2+k+2-2(k+1)x=2-x,
整理得x2-(2k+1)x+k2+k=0,
得(x-k)[x-(k+1)]=0,
解得x=k或x=k+1.
因为关于x的方程f(x)=g(x)恰有唯一解,
所以
0<k<2,
k+1≥2{ 或
k≤0,
0<k+1<2,{
解得1≤k<2(舍去)或-1<k≤0.
综上,实数k的取值范围为(-1,0].
高考冲浪
1.D [由题意可得
2.1=S-1lnN1
,
3.15=S-1lnN2
,
ì
î
í
ï
ï
ïï
两式相除得2.1lnN1=3.15lnN2,
所以lnN2.11 =lnN3.152 ,即 N2.11 =N3.152 ,故 (N21)1.05=
(N32)1.05,即N21=N32.]
2.解析:因为 1log8a
- 1loga4
= 3log2a
-12log2a=-
5
2
,所以
(log2a+1)(log2a-6)=0,而a>1,故log2a=6,a=64.
答案:64
假期必刷12 函数的应用(二)
技能提升台 技能提升
1.D 2.C
3.D [对于 A,显然f(x)=lnx+x在定义域上单调递增,
且f 1e( )=-1+
1
e<0
,f(1)=1>0,可以使用二分法,
故 A错误;对于B,f(x)=ex-3x在定义域上连续,且有
f(0)=1>0,f(1)=e-3<0,f(2)=e2-6>0,可以使用
二分法,故B错误;对于C,f(x)=x3-3x+1在定义域上
连续,且有f(-2)=-1<0,f(0)=1>0,f(1)=-1<0,
f(3)=19>0,可以使用二分法,故 C错误;对于 D,4x2-
4 5x+5=(2x- 5)2=0⇒x= 52
,
所以f(x)=4x2-4 5x+5只有一个不变号零点,故不
可以使用二分法.故 D正确.]
4.D [函数f(x)=|x
2-1|
x
的定义域为{x|x≠0},
且f(-x)=|
(-x)2-1|
-x =-
|x2-1|
x =-f
(x),
函数f(x)为奇函数,A选项错误;
56
又当x<0时,f(x)=|x
2-1|
x ≤0
,C选项错误;
当x>1时,f(x)=|x
2-1|
x =
x2-1
x =x-
1
x
,函数单调
递增,B选项错误.]
5.C [∵f(2)=ln2+2-4=ln2-2<0,f(3)=ln3-1>
lne-1=0,由零点定理得f(2)f(3)<0.∴x0 所在的区
间为(2,3).]
6.D [当x≤0时,函数f(x)=
x+2在(-∞,0]上单调递增,
f(x)≤f(0)=2.
当x>0时,函数f(x)=x+1x
≥2 x1x =2
,当且仅当x
=1时取等号,函数y=f(x)的大致图象如图所示.
令f(x)=t,观察图象知,当t<2时,方程f(x)=t有一
个根,当t≥2时,方程f(x)=t有两个不等根.
函数g(x)=[f(x)]2+4f(x)-a(a∈R)有三个零点,等
价于函数h(t)=t2+4t+a有两个零点t1,t2,并满足t1<2,
t2≥2,而函数h(t)图象的对称轴为直线t=-2,于是得
h(-2)=a-4<0,
h(2)=a+12≤0,{ 解得a≤-12,所以实数a的取值范
围为(-∞,-12].]
7.CD [设该死亡生物体内原有的碳14的含量为1,则经
过n个“半衰期”后的含量为 12( )
n
,由 1
2( )
n
< 11000
,得
n≥10.所以,若某死亡生物体内的碳14用该放射性探测
器探测不到,则它至少需要经过10个“半衰期”.]
8.BD [对于 A,当 M=2时,lgE=4.8+1.5×2=7.8,解
得E=107.8,A错误;对于 B,当E=109.3时,9.3=4.8+
1.5M,解得 M=3,B正确;对于 C,令9级地震释放的能
量为E1,8级地震释放的能量为E2,
则lg
E1
E2
=lgE1-lgE2=(4.8+1.5×9)-(4.8+1.5×8)=
1.5,于是
E1
E2
=101.5>10,C错误;对于 D,设释放的能量
为E0,对应的震级为 M0,释放的能量为1000E0,对应的
震级为 M′,则lgE0=4.8+1.5M0,且lg(1000E0)=4.8
+1.5M′,两式相减得1.5(M′-M0)=3,解得 M′-M0=
2,D正确.]
9.0,12 10.3 11.
(1)y=2500×0.8x (2)7.2
12.解:(1)设f(x)=ax+b(a≠0),由已知条件得
a+b=2,
2a+b=3,{ 解得a=b=1,所以f(x)=x+1(x∈R).
(2)因为g(x)=-1+lgf2(x)=-1+lg(x+1)2 在区
间[0,9]上为增函数,且g(0)=-1<0,g(9)=-1+lg102
=1>0,
所以函数g(x)在区间[0,9]上零点的个数为1个.
13.解:(1)当a=1时,f(x)=4x-1,
则f(x)<0不恒成立;
当a≠1时,∀x∈R,f(x)<0恒成立,
则 a-1<0,
Δ=16+4(a-1)<0,{ 解得a<-3.
综上可得,若∀x∈R,f(x)<0恒成立,则实数a的取值
范围是(-∞,-3).
(2)若a=1,由f(x)=4x-1=0,得x=14∈
(-1,1),
符合题意;
若a≠1,当Δ=16+4(a-1)=0,即a=-3时,f(x)=
-4x2+4x-1,零点为12∈
(-1,1),符合题意;
当Δ=16+4(a-1)>0,即a>-3且a≠1时,f(1)
f(-1)=(a-1+4-1)(a-1-4-1)<0,解得-2<a
<6,∴-2<a<1或1<a<6.
又令f(1)=a-1+4-1=0,得a=-2,此时方程-3x2
+4x-1=0的另一根为x=13∈
(-1,1),符合题意;
令f(-1)=a-1-4-1=0,得a=6,此时方程5x2+4x
-1=0的另一根为x=15∈
(-1,1),符合题意;
综上,若函数f(x)在区间(-1,1)内恰有一个零点,则实
数a的取值范围是[-2,6]∪{-3}.
14.解析:(1)由已知可得v=500ln200
=500(ln2+ln100)=500[ln2+2(ln2+ln5)]
=500(3ln2+2ln5)≈2650(m/s).
(2)设在材料更新和技术改进前总质比为x,
且v1=v0lnx=500lnx,v2=1000ln
x
2
,
若要使火箭的最大速度至少增加500m/s,
则v2-v1=1000ln
x
2-500lnx≥500
,
即2lnx2-lnx≥1
,ln x2( )
2
-lnx=lnx4≥1
,
所以x
4≥e
,解得x≥4e,
因为2.718<e<2.719,
所以10.872<4e<10.876,
所以在材 料 更 新 和 技 术 改 进 前 总 质 比 的 最 小 整 数 值
为11.
高考冲浪
1.ACD [∵L1-L2=20×lg
p1
p0
-20×lg
p2
p0
=20×lg
p1
p2
≥0,∴p1p2
≥1,
∴p1≥p2,所以 A正确;
∵L2-L3=20×lg
p2
p3
>10,∴lg
p2
p3
>12
,∴p2p3
>10
1
2 ,所
以B错误;∵L3=20×lg
p3
p0
=40,
∴p3p0
=100,所以C正确;∵L1-L2=20×lg
p1
p2
≤90-50=
40,∴lg
p1
p2
≤2,∴p1p2
≤100,所以 D正确.]
2.D [A 选 项:lg p =
lg1026>3,T=220,由图
易知 处 于 固 态;B 选 项:
lgp=lg128>2,T=270,
由图易知处于液态;C选项:
lgp=lg9987≈3.999,T=
300,由图易知处于固态;D
选项:lgp=lg729>2,T=
360,由图易知处于超临界状
态.所以选 D.]
假期必刷13 任意角和弧度
制及三角函数的概念
技能提升台 技能提升
1.D [根据题意,从立冬到立春对应地球在黄道上运动所
对圆心角的度数为6×15°=90°,即弧度数为π2.
]
2.D [因为角α的顶点与坐标原点重合,始边与x 轴的非
负半轴重合,点P(1,-3)的角α的终边上,所以sinα=
-3
12+(-3)2
=-3 1010 .
]
66