专题8.1 二分法与求方程近似解(十个重难点突破)-2024-2025学年高一数学重难点突破及易错点分析(苏教版2019必修第一册)
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内容正文:
专题8.1 二分法与求方程近似解
一、求函数的零点
六、一、二次函数零点分布求参数范围
二、根据零点求参数
七、指对幂函数零点分布求参数范围
三、零点存在性定理的应用
八、函数与方程的综合应用
四、根据零点所在区间求参数范围
九、二分法的使用条件
五、根据零点的个数求参数范围
十、用二分法求方程近似解(函数零点)
知识点1函数的零点
1.零点的概念:对于一般函数,我们把使的实数叫做函数的零点.
温馨提示:同二次函数的零点一样,一般函数的零点也不是一个点,而是一个实数,当自变量取该值时,其函数值等于零.
2.方程、函数、图象之间的关系
方程有实根⇔函数的图象与轴有交点⇔函数有零点.
知识点2函数零点的存在性定理
如果函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,并且有,那么,函数y=f(x)在区间内至少有一个零点,即存在,使得,这个也就是方程的解.
温馨提示:定理实际上是通过零点附近函数值的正负来研究函数值为零的情况,要求具备两条:
(1)函数在区间上的图象是连续不断的一条曲线;(2).
知识点3二分法
1.二分法的定义:对于在区间上图象连续不断且的函数,通过不断地把它的零点所在区间一分为二,使所得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做二分法.
温馨提示:二分就是将所给区间平均分成两部分,通过不断逼近的办法,找到零点附近足够小的区间,根据所要求的精确度,用此区间的某个数值近似地表示真正的零点.
2.二分法求函数零点的一般步骤
给定精确度,用二分法求函数零点近似值的一般步骤如下:
(1)确定的初始区间,验证;
(2)求区间的中点;
(3)计算,并进一步确定零点所在的区间
①若 (此时),则就是函数的零点;
②若 (此时零点),则令;
③若 (此时零点),则令.
(4)判断是否达到精确度:即若,则得到零点近似值(或);否则重复步骤(2)~(4).
重难点一 求函数的零点
1.(多选)下列函数中有零点的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【详解】对于A,的零点为故A正确;
对于B,的零点为故B正确;
对于C,的零点为故C正确;
对于D,恒成立,所以没有零点,故D错误;
故选:ABC.
2.函数的零点是( )
A.1 B. C. D.或1
【答案】A
【详解】由,即,
所以函数的定义域为。
令,解得(舍去)或,
所以函数的零点是1.
故选:A.
3.函数的零点为( )
A.4 B.4或5 C.5 D.或5
【答案】C
【详解】由题意可得,解得,故的定义域为,
令,得,即,
因为函数在定义域内单调递增,所以,
整理得,解得或,
又,所以.
故选:C.
4.函数的零点的集合为
【答案】
【详解】令,解得或,
所以函数的零点的集合为.
故答案为:.
5.函数的零点为( )
A.2 B.
C.或 D.2和
【答案】D
【详解】令,则,解得或.
故选:D.
求零点,则方程,求出对应的根即可
重难点二 根据零点求参数
6.已知函数的一个零点为,则的单调递增区间为 .
【答案】
【详解】,解得,
即,
故的单调递增区间为.
故答案为:.
7.若x=2是f(x)=x2-mx-3的一个零点,则实数m的值为 .
【答案】/
【详解】由时函数的一个零点,
可得,解得.
故答案为:.
8.已知函数的两个零点分别是和3,函数,则函数在上的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意得,解得,
故,
由于与在上单调递增,
故在上单调递增,
故,,
故在上的值域为.
故选:B
9.若函数的两个零点是2和3,则函数的零点是 .
【答案】1和
【详解】∵函数的两个零点是2和3,
∴,解得,
∴,
令,解得或1
∴的零点为1和.
故答案为:1和
10.已知的零点为1和3,则 .
【答案】
【详解】因为的零点为1和3,
即的两根为1和3,
所以,解得,
所以,
故答案为:
重难点三 零点存在性定理的应用
11.设函数,则在下列区间中,使函数有零点的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为函数为增函数,函数在内单调递减,
所以函数在上的单调递增,
又,
所以函数在区间内有零点,在区间上不存在零点,
当时,,故,
当时,,故,
当时,,故,
所以函数在上都不存在零点,
故选:D.
12.设函数的零点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意函数与函数均单调递增,
所以函数也单调递增,且,
所以由零点存在定理可知函数的零点.
故选:B.
13.已知函数的图象在上连续不断,则“”是“在区间(1,3)上有零点”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】A
【详解】因为函数的图象在上连续不断,若,则在区间(1,3)上有零点,
所以“”是“在区间(1,3)上有零点”的充分条件;
若,满足在区间(1,3)上有零点,但是,
所以“”不是“在区间(1,3)上有零点”的必要条件,
所以“”是“在区间(1,3)上有零点”的充分不必要条件.
故选:A.
14.方程的解所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】令,则在上单调递增,
又,,所以,
所以在上存在唯一零点,即程的解所在的区间为.
故选:B
15.设函数,用二分法求方程在内近似解的过程中得,则方程的根所在的区间是( )
A. B.
C. D.不能确定
【答案】A
【详解】由在R上都是单调递增的函数,即在R上递增,
又,所以方程的根所在的区间是.
故选:A
判断函数零点所在区间的3个步骤:
①代入:将区间端点值代入函数求出函数的值;②判断:把所得的函数值相乘,并进行符号判断;
③结论:若符号为正且函数在该区间内是单调函数,则在该区间内无零点,若符号为负且函数连续,则在该区间内至少有一个零点.
重难点四 根据零点所在区间求参数范围
16.冷水坑皇家学院某同学用二分法求函数. 零点的近似值时,确定零点所处的初始区间为,那么实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】函数在定义域上单调递增,
又零点所处的初始区间为,所以,
即,解得,
所以实数的取值范围为.
故选:B
17.函数的零点在区间内,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】函数在定义域上连续且单调递增,
已知函数零点在区间内,则,解得.
故选:D.
18.已知函数在内有零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】是增函数,也是增函数,所以是上的增函数.
因为在内有零点,
所以,解得.
故选:A
19.函数的一个零点在区间内,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为函数,在上单调递增,
所以函数在上单调递增,
由函数的一个零点在区间内得,
解得,
故选:A
20.函数在区间内有零点,则实数k的取值范围是 .
【答案】
【详解】令,则,即,
即与,的图象有交点,
因为和在上递增,所以在上递增,
所以,即,
所以,
即实数k的取值范围是,
故答案为:
重难点五 根据零点的个数求参数范围
21.若函数有4个零点,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C.或 D.
【答案】D
【详解】由题设与有4个交点,草图如下,
由图知:.
故选:D
22.是上的奇函数,当时,,若方程有5个实根,则的范围为
【答案】
【详解】因为是上的奇函数,方程有5个实根,
所以是一个,只需时有个零点即可,
当时,,
问题转化为和的交点个数即可;
画出的图象,如图:
结合图象,只需,即.
故答案为:.
23.若函数至少有一个零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】函数有零点,即方程有根,
即有根,即与的图象有交点,如图,
,解得.
故选:C.
24.已知函数,有两个零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】法一:因为,且有两个零点,
所以方程在上有两个不同的解,
所以,解得.
法二:由得,
因为有两个零点,所以直线与函数的图像有两个交点.
函数,的图像如图,由图可知.
故选:D.
25.若函数有3个零点,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】当时,函数单调递增,则函数在上至多一个零点,
当时,函数至多两个零点,
因为函数有三个零点,则函数在上有一个零点,在上有两个零点,
当时,令,可得,必有,解得,
所以,,解得;
当时,由,可得或,
所以,,解得.
综上所述,实数m的取值范围为.
故选:C.
已知函数零点个数求参数常用的方法:
①直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
②分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
③数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解.
重难点六 一、二次函数零点分布求参数范围
26.当时,的值有正也有负,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【详解】设,
依题意可得,所以,
所以,得.
故答案为:
27.若二次方程在上有两个不相等的实根,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】设,要满足在上有两个不相等的实根,
则,解得,
故选:C.
【点睛】本题考查二次函数与二次方程,考查直观想象与逻辑推理的核心素养.
28.已知关于的一元二次方程有两个不等根,,且满足,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】设,
由题意可知:的零点为,且,
则,解得,
所以的取值范围是.
故答案为:.
29.若函数有两个正零点,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】由题可知方程有两个不相等的正实数根,
所以,即,
解得:,所以的取值范围为.
故答案为:
30.已知函数有两个零点,一个大于1另一个小于1,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】函数有两个零点,一个大于1另一个小于1,
又,则,函数的对称轴方程为,
当时,函数的示意图如下:
所以,解得,
当,
,此时无解,
所以实数的取值范围为.
故答案为:
重难点七 指对幂函数零点分布求参数范围
31.设方程的根为,方程的根为,则的值为( )
A.4 B.2 C.0 D.
【答案】A
【详解】由题意,作图如下:
由方程的根为,则函数与的交点为;
由方程的根为,则函数与的交点为.
由函数与的图象关于对称,且直线与直线垂直,
则与关于直线对称,即,,
由题意可得:,,则,,
所以.
故选:A.
32.已知实数满足,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】因为,所以,,
设,
则是与的图象交点的横坐标,是与的图象交点的横坐标,
在同一坐标系中,作出、与的大致图象,如图,
结合图象可知,.
故选:D.
【点睛】方法点睛:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解.
33.(多选)已知函数,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【详解】对于函数,这是一个单调递增的指数函数.
函数,当,即时,;
当,即时,.
画出的图象,可以看到函数在上单调递减,在上单调递增,且.
因为,,所以,.
此时,移项可得,所以选项A正确.
由,根据基本不等式.
即,两边同时平方得,化简得,所以.
又因为,所以,选项B正确.
由图形知道,,所以选项C错误.
由得. ,令,.
则.
当时,,所以选项D正确.
故选:ABD.
34.若函数与函数的零点分别为,,则所在区间为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】在同一平面直角坐标系中作出函数,,的图象,
如图所示:
可以发现,,.
又,,
则,所以.
故选:A
35.若函数在区间上存在零点,则常数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由,可知在上单调递增,
因为在上存在零点,
所以在上存在唯一零点,
所以,即,
解得.
故选:A
重难点八 函数与方程的综合应用
36.若函数有零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为函数有零点,即有解,
故实数的取值范围就是求的值域.
,且,
故函数的值域为,则m的范围为,
故选:A
37.已知且,函数,若存在,,使,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】当时单调递增,也单调递增,
要使存在,,使,只需,即,不等式无解;
当时单调递减,也单调递减,
要使存在,,使,只需,
,所以,解得,
即的取值范围是.
故选:A
38.若关于的方程在实数范围内有解,则实数的取值范围 .
【答案】
【详解】因为关于的方程在实数范围内有解,
即在上有解,
又可得在上为增函数,
所以,
所以实数的取值范围.
故答案为:
39.方程有4个不同的根的一个充分不必要条件为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】如图,将直线位于轴下方的部分翻折到轴上方,再向下平移1个单位长度,得到的图象,
再将其位于轴下方的图象翻折到轴上方,即得的图象,
则方程有4个不同的根的充要条件为的图象与直线有4个公共点,即,
故其成立的一个充分不必要条件对应的集合为的真子集.
故选:C.
40.设满足,满足,则 .
【答案】
【详解】设,则,
则变形为,即,
由题意知满足,则,
易知函数在上单调递增,
所以此函数只有一个零点,
因为,所以,
又,所以,
所以.
故答案为:
重难点九 二分法的使用条件
41.下列函数零点不宜用二分法求出的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】对于A选项,在上单调递增,且与轴有唯一交点,交点两侧的函数值异号,则可用二分法求解;
对于B选项,在单调递增,且与轴有唯一交点,交点两侧的函数值异号,则可用二分法求解;
对于C选项,由题意可知只有一个零点,
且在该零点左右两边的函数值都大于零,故不宜用二分法求解该零点;
对于D选项,,在单调递增,单调递减,所以,
则零点处的两侧函数值异号,可用二分法求解,
故选:C
42.下列函数图象与轴均有交点,但不宜用二分法求交点横坐标的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意可知:二分法求零点要求函数连续不断且满足零点存在性定理,即成立,
对比选项可知:ACD均符合,
但选项B:恒成立,不满足零点存在性定理,故B错误.
故选:B.
43.下列函数图象与x轴都有交点,其中不能用二分法求其零点的是 .(写出所有符合条件的序号)
【答案】(1)(3)
【详解】用二分法只能求“变号零点”, (1),(3)中的函数零点不是“变号零点”,故不能用二分法求
故答案为:(1)(3)
44.用二分法求函数的零点,可以取的初始区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为是单调增函数,故是单调增函数,其零点至多有一个;
又,故用二分法求其零点,可以取得初始区间是.
故选:B.
45.(多选)若函数在区间上的图象不间断,则下列结论中错误的是( )
A.若,则在上不存在零点 B.若,则在上至少有一个零点 C.若在内有且只有一个零点,则 D.若在上存在零点,则可用二分法求此零点的近似值
【答案】ACD
【详解】A:令,,,
则,,,令,,
,则在上存在零点0,故A错误;
B:函数在区间上的图象不间断,若,
则在上至少有一个零点,由函数零点存在定理知正确,故B正确;
C:如图,在内有且只有一个零点,但,故C错误;
D:如图,在上存在零点,但不可用二分法求此零点的近似值,故D错误.
故选:ACD
判断一个函数能否用二分法求其零点的依据是:其图象在零点附近是连续不断的,且该零点为变号零点.因此,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,对函数的不变号零点不适用.
重难点十 用二分法求方程近似解(函数零点)
46.用二分法求方程近似解时,所取的第一个区间可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设函数,
因为函数和都是增函数,
所以函数在上单调递增;
又,,
因此,所取的第一个区间可以是,
故选:B.
47.某同学在借助题设给出的数据求方程的近似数(精确到0.1)时,设,得出,且,他用“二分法”取到了4个的值,计算其函数值的正负,并得出判断:方程的近似解为,那么他所取的4个值中的第二个值为 .
【答案】
【详解】根据“二分法”的定义,最初确定的区间是,又方程的近似解是,
故后4个区间分别是,
故它取的4个值分别为,
故答案为:.
48.借助信息技术,用二分法求函数零点的近似值得到下表数据:
1.00
1.25
1.50
1.625
0.6931
0.4325
0.0879
-0.1193
则由表中的数据,可得函数的一个零点的近似值为(精确度为0.1)( )
A.1.5625 B.1.25 C.1.4375 D.1.46875
【答案】A
【详解】因为,故的零点在区间内,
区间长度为,因此需要取区间的中点1.5625,
两个区间和中必有一个满足区间端点的函数值符号相异,
此时区间长度,因此1.5625是一个近似解.
故选:A
49.用二分法研究函数的零点时,第一次计算,得,第二次应计算,则等于 .
【答案】/
【详解】由,则函数在上有零点,
由,则第二次应计算,即.
故答案为:0.25.
50.用二分法求函数的一个零点的近似值(精确度为0.1)时,依次计算得到如下数据:,,,,则下列说法正确的是( )
A.函数在上不一定有零点
B.已经达到精确度,可以取1.375作为近似值
C.没有达到精确度,应该接着计算
D.没有达到精确度,应该接着计算
【答案】D
【详解】对于A,由,且连续,则根据函数零点存在定理知,在上一定有零点,故A错误;
对于B,C,D,,没有达到精确度的要求,应该接着计算,故B错误,C错误,D正确.
故选:D.
利用二分法求方程近似解(函数零点)的步骤:
①构造函数,利用图象确定方程的解所在的大致区间,通常限制在区间.
②利用二分法求出满足精确度的方程的解所在的区间.
③区间内的任一实数均是方程的近似解,通常取区间的一个端点.
一、单选题
1.函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】,,且函数为增函数,
由函数零点存在定理,的零点所在的区间是.
故选:B.
2.用二分法求函数在区间上零点的近似值,经验证有,取区间的中点,计算得,则此时零点满足( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据题意,,则根据零点存在性定理,函数在上存在零点,
取区间的中点,且,则,
所以根据零点存在性定理,.
故选:C.
3.已知函数的零点分别为a,b,c,则a,b,c的大小顺序为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意得在R上单调递增,
在上单调递增,
又,,故,
,,故,
,故,
故.
故选:B
4.设函数,满足.若函数存在零点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】函数的定义域为,且单调递增,
由于,,
得,或者,
当时,若函数存在零点,则,也一定满足;
当时,若函数存在零点,则;
综上所述,可得.
故选:C.
5.已知函数,则函数的零点个数是( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】C
【详解】函数的零点,
即方程和的根,函数的图象,如下图所示:
由图可得方程和的根,共有4个根,即函数有4个零点.
故选:C.
6.若二次方程在上有两个不相等的实根,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】令,
因为二次方程在上有两个不相等的实根,
所以函数在上有两个不同的零点,
则,即,解得,
所以的取值范围是.
故选:C.
【点睛】方法点睛:本题考查利用二次函数的零点分布求参数,一般要分析以下几个要素:
(1)二次项系数的符号;
(2)判别式;
(3)对称轴的位置;
(4)区间端点函数值的符号.
结合图象得出关于参数的不等式组求解.
二、多选题
7.下列方程中,可以用二分法求近似解的有( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【详解】对于A,在上单调递增,且在上连续,
且,,可以使用二分法求原方程的近似解;
对于B,在R上连续且单调递增,
又,,可以使用二分法求原方程的近似解;
对于C,,故不可以使用二分法求原方程的近似解;
对于D,在上单调递增,且在上连续,
且,,可以使用二分法求原方程的近似解.
故选:ABD.
8.已知函数,函数有四个不同的零点,,,,且,则( )
A.的取值范围是 B.
C.的最小值是 D.m越大,的值越大
【答案】BCD
【详解】解:画出的大致图象,如图所示:
由图可知,则A错误.
因为,所以,,
所以,,则B正确.
因为,,所以,当且仅当,时,等号成立,则C正确.
由图可知,则在上单调递减.
因为m越大,越小,所以的值越大,则D正确.
故选:BCD
三、填空题
9.设为实数,若二次函数在区间上仅有一个零点,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】解:二次函数,即,
若二次函数在区间上仅有一个零点,
则或,即或.
故答案为:.
10.已知关于的函数,若此函数有两个零点,则实数的取值范围是 ;若此函数有一个零点为0,则另一个零点是 .
【答案】
【详解】关于的函数,若有两个零点.
等价于方程由两个不同根,则判别式,解得.
且.
当函数有一个零点为0,即方程有一个根为0时,设方程的两个根分别为,
,此时原方程为.
.
故答案为:;.
11.已知函数,有3个不同的零点,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【详解】令,
解得或.
函数的图象如下:
要使有3个不同的零点,则函数的图象与直线和一共有3个交点,
由图可知当,即时,函数的图象与直线有1个交点,与直线有2个交点,符合题意.
故答案为:.
四、解答题
12.已知,函数.
(1)若,求的值;
(2)若分别为的零点,求的值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由可得,即,
所以,
又,所以,因此;
因为,即,
解得;
(2)因为分别为的零点,所以,
即,也即,
又因为,所以在上单调递增,
由可得,
与联立可得。
所以.
13.判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出.
(1);
(2);
(3)
【答案】(1)存在零点,零点是和
(2)存在零点,零点是
(3)存在零点,零点为和
【详解】(1)令,
得或,
所以函数存在零点,零点是和.
(2)令,
得,
所以函数存在零点,零点是.
(3)当时,令,
解得(舍去);
当时,令,
解得.
所以函数存在零点,零点为和.
14.函数在区间内是否有零点?若有零点,用“二分法”求零点的近似值(误差不超过0.2);若没有零点,说明理由.
(参考数据:,,,,,)
【答案】零点的近似值为1.625.
【详解】易得是定义域内的增函数.
∵,,
∴函数在区间内有且只有一个零点.
∵,
,
∴函数的零点在内.
∵,所以误差不超过0.2.
∴零点的近似值为1.625.
15.已知函数是定义域为的偶函数,当时,.
(1)求函数的解析式;
(2)若方程恰有三个不等实根,求的取值范围和的值.
【答案】(1)
(2),.
【详解】(1)设,则,得,
又,所以时,.
综上,.
(2)①当即时,时,函数单调递增,方程至多只有一解;
当时,函数单调递减,方程也至多只有一解,即方程至多有两解,不合题意;
②当即时,如图,
当时,单调递减,
当时,单调递增,方程至多有两解;
当时,单调递减,
当时,单调递增,方程至多有两解,
则方程至多有四解,符合题意,
结合图象可知当时,方程恰有三个不等实根.
综上,且.
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专题8.1 二分法与求方程近似解
一、求函数的零点
六、一、二次函数零点分布求参数范围
二、根据零点求参数
七、指对幂函数零点分布求参数范围
三、零点存在性定理的应用
八、函数与方程的综合应用
四、根据零点所在区间求参数范围
九、二分法的使用条件
五、根据零点的个数求参数范围
十、用二分法求方程近似解(函数零点)
知识点1函数的零点
1.零点的概念:对于一般函数,我们把使的实数叫做函数的零点.
温馨提示:同二次函数的零点一样,一般函数的零点也不是一个点,而是一个实数,当自变量取该值时,其函数值等于零.
2.方程、函数、图象之间的关系
方程有实根⇔函数的图象与轴有交点⇔函数有零点.
知识点2函数零点的存在性定理
如果函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,并且有,那么,函数y=f(x)在区间内至少有一个零点,即存在,使得,这个也就是方程的解.
温馨提示:定理实际上是通过零点附近函数值的正负来研究函数值为零的情况,要求具备两条:
(1)函数在区间上的图象是连续不断的一条曲线;(2).
知识点3二分法
1.二分法的定义:对于在区间上图象连续不断且的函数,通过不断地把它的零点所在区间一分为二,使所得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做二分法.
温馨提示:二分就是将所给区间平均分成两部分,通过不断逼近的办法,找到零点附近足够小的区间,根据所要求的精确度,用此区间的某个数值近似地表示真正的零点.
2.二分法求函数零点的一般步骤
给定精确度,用二分法求函数零点近似值的一般步骤如下:
(1)确定的初始区间,验证;
(2)求区间的中点;
(3)计算,并进一步确定零点所在的区间
①若 (此时),则就是函数的零点;
②若 (此时零点),则令;
③若 (此时零点),则令.
(4)判断是否达到精确度:即若,则得到零点近似值(或);否则重复步骤(2)~(4).
重难点一 求函数的零点
1.(多选)下列函数中有零点的是( )
A. B.
C. D.
2.函数的零点是( )
A.1 B. C. D.或1
3.函数的零点为( )
A.4 B.4或5 C.5 D.或5
4.函数的零点的集合为
5.函数的零点为( )
A.2 B.
C.或 D.2和
求零点,则方程,求出对应的根即可
重难点二 根据零点求参数
6.已知函数的一个零点为,则的单调递增区间为 .
7.若x=2是f(x)=x2-mx-3的一个零点,则实数m的值为 .
8.已知函数的两个零点分别是和3,函数,则函数在上的值域为( )
A. B. C. D.
9.若函数的两个零点是2和3,则函数的零点是 .
10.已知的零点为1和3,则 .
重难点三 零点存在性定理的应用
11.设函数,则在下列区间中,使函数有零点的区间是( )
A. B. C. D.
12.设函数的零点为,则( )
A. B. C. D.
13.已知函数的图象在上连续不断,则“”是“在区间(1,3)上有零点”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
14.方程的解所在的区间是( )
A. B. C. D.
15.设函数,用二分法求方程在内近似解的过程中得,则方程的根所在的区间是( )
A. B.
C. D.不能确定
判断函数零点所在区间的3个步骤:
①代入:将区间端点值代入函数求出函数的值;②判断:把所得的函数值相乘,并进行符号判断;
③结论:若符号为正且函数在该区间内是单调函数,则在该区间内无零点,若符号为负且函数连续,则在该区间内至少有一个零点.
重难点四 根据零点所在区间求参数范围
16.冷水坑皇家学院某同学用二分法求函数. 零点的近似值时,确定零点所处的初始区间为,那么实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
17.函数的零点在区间内,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
18.已知函数在内有零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
19.函数的一个零点在区间内,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
20.函数在区间内有零点,则实数k的取值范围是 .
重难点五 根据零点的个数求参数范围
21.若函数有4个零点,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C.或 D.
22.是上的奇函数,当时,,若方程有5个实根,则的范围为
23.若函数至少有一个零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
24.已知函数,有两个零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
25.若函数有3个零点,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
已知函数零点个数求参数常用的方法:
①直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
②分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
③数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解.
重难点六 一、二次函数零点分布求参数范围
26.当时,的值有正也有负,则实数a的取值范围是 .
27.若二次方程在上有两个不相等的实根,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
28.已知关于的一元二次方程有两个不等根,,且满足,则的取值范围是 .
29.若函数有两个正零点,则实数的取值范围是 .
30.已知函数有两个零点,一个大于1另一个小于1,则实数的取值范围为 .
重难点七 指对幂函数零点分布求参数范围
31.设方程的根为,方程的根为,则的值为( )
A.4 B.2 C.0 D.
32.已知实数满足,则( )
A. B.
C. D.
33.(多选)已知函数,且,则( )
A. B. C. D.
34.若函数与函数的零点分别为,,则所在区间为( )
A. B.
C. D.
35.若函数在区间上存在零点,则常数的取值范围为( )
A. B. C. D.
重难点八 函数与方程的综合应用
36.若函数有零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
37.已知且,函数,若存在,,使,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
38.若关于的方程在实数范围内有解,则实数的取值范围 .
39.方程有4个不同的根的一个充分不必要条件为( )
A. B.
C. D.
40.设满足,满足,则 .
重难点九 二分法的使用条件
41.下列函数零点不宜用二分法求出的是( )
A.
B.
C.
D.
42.下列函数图象与轴均有交点,但不宜用二分法求交点横坐标的是( )
A. B. C. D.
43.下列函数图象与x轴都有交点,其中不能用二分法求其零点的是 .(写出所有符合条件的序号)
44.用二分法求函数的零点,可以取的初始区间是( )
A. B. C. D.
45.(多选)若函数在区间上的图象不间断,则下列结论中错误的是( )
A.若,则在上不存在零点 B.若,则在上至少有一个零点 C.若在内有且只有一个零点,则 D.若在上存在零点,则可用二分法求此零点的近似值
判断一个函数能否用二分法求其零点的依据是:其图象在零点附近是连续不断的,且该零点为变号零点.因此,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,对函数的不变号零点不适用.
重难点十 用二分法求方程近似解(函数零点)
46.用二分法求方程近似解时,所取的第一个区间可以是( )
A. B. C. D.
47.某同学在借助题设给出的数据求方程的近似数(精确到0.1)时,设,得出,且,他用“二分法”取到了4个的值,计算其函数值的正负,并得出判断:方程的近似解为,那么他所取的4个值中的第二个值为 .
48.借助信息技术,用二分法求函数零点的近似值得到下表数据:
1.00
1.25
1.50
1.625
0.6931
0.4325
0.0879
-0.1193
则由表中的数据,可得函数的一个零点的近似值为(精确度为0.1)( )
A.1.5625 B.1.25 C.1.4375 D.1.46875
49.用二分法研究函数的零点时,第一次计算,得,第二次应计算,则等于 .
50.用二分法求函数的一个零点的近似值(精确度为0.1)时,依次计算得到如下数据:,,,,则下列说法正确的是( )
A.函数在上不一定有零点
B.已经达到精确度,可以取1.375作为近似值
C.没有达到精确度,应该接着计算
D.没有达到精确度,应该接着计算
利用二分法求方程近似解(函数零点)的步骤:
①构造函数,利用图象确定方程的解所在的大致区间,通常限制在区间.
②利用二分法求出满足精确度的方程的解所在的区间.
③区间内的任一实数均是方程的近似解,通常取区间的一个端点.
一、单选题
1.函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
2.用二分法求函数在区间上零点的近似值,经验证有,取区间的中点,计算得,则此时零点满足( )
A. B. C. D.
3.已知函数的零点分别为a,b,c,则a,b,c的大小顺序为( )
A. B. C. D.
4.设函数,满足.若函数存在零点,则( )
A. B.
C. D.
5.已知函数,则函数的零点个数是( )
A.6 B.5 C.4 D.3
6.若二次方程在上有两个不相等的实根,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
7.下列方程中,可以用二分法求近似解的有( )
A. B. C. D.
8.已知函数,函数有四个不同的零点,,,,且,则( )
A.的取值范围是 B.
C.的最小值是 D.m越大,的值越大
三、填空题
9.设为实数,若二次函数在区间上仅有一个零点,则的取值范围是 .
10.已知关于的函数,若此函数有两个零点,则实数的取值范围是 ;若此函数有一个零点为0,则另一个零点是 .
11.已知函数,有3个不同的零点,则实数a的取值范围是 .
四、解答题
12.已知,函数.
(1)若,求的值;
(2)若分别为的零点,求的值.
13.判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出.
(1);
(2);
(3)
14.函数在区间内是否有零点?若有零点,用“二分法”求零点的近似值(误差不超过0.2);若没有零点,说明理由.
(参考数据:,,,,,)
15.已知函数是定义域为的偶函数,当时,.
(1)求函数的解析式;
(2)若方程恰有三个不等实根,求的取值范围和的值.
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