内容正文:
函数零点问题
1.零点定义及零点存在定理:
①对于函数,我们把使的实数叫做函数的零点.
强调:零点不是点,而是对应方程的根,是函数图像与轴交点的横坐标.
②零点存在定理:如果函数在区间上的图像是连续不断的一条曲线,并且有,么函数在区间内有零点,即存在,使得,也就是方程的根;
③零点存在定理(唯一性定理):如果函数在区间上的图像是连续不断且单调的一条曲线,并且有,那么函数在区间内有零点,即存在,使得,也就是方程的根.
2.二分法找函数零点范围:
①二分法:对于区间上连续不断且的函数,通过不断地把函数的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点的近似值的方法叫做二分法.
求方程的近似解就是求函数零点的近似值.
②用二分法求函数零点近似值的步骤:
(1)确定区间,验证,给定精度.
(2)求区间的中点.
(3)计算.若,则就是函数的零点;若,则令(此时零点),若,则令(此时零点)
(4)判断是否达到精确度,即若则函数零点的近似值为(或);否则重复第(2)到(4)步.
3.方程的根与函数零点的关系:
①方程有实数根函数的图像与轴有公共点函数有零点.
②方程有实数根函数的图像与的图像有公共点函数有零点.
4. 函数共零点问题:
①假设对任意的恒成立,说明与有相同的正负值区间,即他们需要有共同的解区间端点,如果有零点,那么这两个函数的零点必须相同;
②假设对任意的恒成立,说明的正值区间是的负值区间或者
的负值区间是的正值区间,如果有零点,此时他们也需要有共同的解区间端点,那么这两个函数的零点也必须必须相同.
判断:函数零点概念的理解及应用
(1)函数的零点就是函数的图象与x轴的交点.(×)
【解析】零点不是点,而是对应方程的根,是函数图像与轴交点的横坐标.
(2)对于定义域内的两个变量x1,x2,若f(x1)f(x2)<0,则函数f(x)有零点.(×)
【解析】零点存在性定理的前提数y=f(x)的图像是连续不断的一条曲线,如果不连续,可能没有零点.
(3)若f(x)在区间[a,b]上连续不断,且f(a)f(b)>0,则f(x)在(a,b)内没有零点.(×)
【解析】零点存在性定理只有当f(a)f(b)<0判断出有零点,而不能判断f(a)f(b)>0没有零点.
(4)若函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,且f(a)f(b)<0,则函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点.(√)
(5)函数f(x)=2x|log0.5x|-1的零点个数为2.(√)
(6)已知函数f(x)=x2+x+a在区间(0,1)上有零点,则实数a的取值范围是(-2,0).(√)
考点一 函数零点的区间
【例1】1.函数的零点所在的区间为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,∴零点所在的区间是
2.已知函数的零点依次为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】对于 ,显然是增函数, ,所以 的唯一零点 ;对于 ,显然也是增函数, ,所以 的唯一零点 ;对于 ,显然也是增函数, ,所以 的唯一零点;
;故选:A.
规律方法 (1)直接求零点:令f(x)=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.
(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性.奇偶性)才能确定函数有多少个零点.
(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.
【训练1】1.函数的一个零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵,∴零点所在的区间是
2.若a<b<c,则函数f(x)=(x-a)·(x-b)+(x-b)(x-c)+(x-c)·(x-a)的两个零点分别位于区间( )
A.(a,b)和(b,c)内 B.(-∞,a)和(a,b)内
C.(b,c)和(c,+∞)内 D.(-∞,a)和(c,+∞)内
【答案】A
【解析】由于a<b<c,所以f(a)=(a-b)(a-c)>0,f(b)=(b-c)(b-a)<0,f(c)=(c-a)(c-b)>0.
因此有f(a)·f(b)<0,f(b)·f(c)<0,又因f(x)是关于x的二次函数,函数的图象是连续不断的曲线,
因此函数f(x)的两零点分别位于区间(a,b)和(b,c)内,故选A.
3.若函数f(x)=ax+b(a≠0)有一个零点是2,那么函数g(x)=bx2-ax的零点是________.
【答案】0,-
【解析】由已知条件2a+b=0,即b=-2a,g(x)=-2ax2-ax=-2ax,
则g(x)的零点是x=0,x=-.
4.已知定义在R上的函数f(x)图象的对称轴为x=-3,且当x≥-3时,f(x)=2x-3.若函数f(x)在区间(k-1,k)(k∈Z)上有零点,则k的值为( )
A.2或-7 B.2或-8 C.-8或-7 D.-2或-8
【答案】A
【解析】当x≥-3时,由f(x)=2x-3=0,解得x=log23,因为1≤log23≤2,即函数的零点所在的区间为(1,2),所以k=2.又函数的图象关于x=-3对称,所以另外一个零点在区间(-8,-7)内,此时k=-7,所以A.
考点二 函数零点确定参数取值范围
【例2】1.函数在区间存在零点.则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由在上单调递增,在上单调递增,得函数在区间上单调递增,因为函数在区间存在零点,所以,
即,解得,所以实数m的取值范围是.故选:B.
【训练2】1.函数的一个零点在区间内,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】∵和在上是增函数,∴在上是增函数,
∴只需即可,即,解得.故选:D.
2.已知函数是R上的奇函数,若函数的零点在区间内,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】∵是奇函数,∴,,,
易知在上是增函数,∴有唯一零点0,函数的零点在区间内,
∴在上有解,,∴.故选:A.
3.函数在区间和区间上分别存在一个零点,则实数的取值范围是
A. B. C. D.或
【答案】B
【解析】开口朝上时,,;开口朝下时,,无解.
考点三 函数二分法求方程的近似解
【例3】1.已知用二分法求函数在内零点近似值的过程中发现,,,,则可以确定方程的根所在区间为( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】B
【解析】由,,可判断方程的根所在区间为.
2.用二分法求函数在区间内的零点近似值,至少经过( )次二分后精确度达到0.1.
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解析】开区间的长度等于1,每经过一次操作,区间长度变为原来的一半,经过n此操作后,
区间长度变为,故有,解得:,∴至少需要操作4次.故选:C.
【训练3】1.下列函数图象均与轴有交点,其中不能用二分法求图中函数零点的函数有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】C
【解析】由题意可知,若能利用二分法求零点的函数,在零点的左右两侧的函数值符号相反,
即该函数的图象穿过轴,且该函数在零点附近的函数图象连续,因此,②④中的函数能用二分法求零点,①③中的函数不能用二分法求零点.故选:C.
2.若函数的一个正数零点附近的函数值用二分法计算,其参考数据如下:
那么方程的一个近似根(精确到0.1)为( )
A.1.4 B.1.3 C.1.2 D.1.5
【答案】A
【解析】由表格中参考数据可得,,又因为题中要求精确到0.1,
所以近似根为 1.4,故选:A.
3.用“二分法”求函数在区间内的零点时,取的中点,则的下一个有零点的区间是__________.
【答案】
【解析】,,,,
因此,的下一个有零点的区间是.
4.(多选)设,某学生用二分法求方程的近似解(精确度为),列出了它的对应值表如下:
x
0
1
2
3
若依据此表格中的数据,则得到符合要求的方程的近似解可以为( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】,,故方程的近似解在内,
,故任意数都可作为近似解.
5.(多选)用二分法求函数在区间上的零点近似值取区间中点1,则( )
A.下一个存在零点的区间为
B.下一个存在零点的区间为
C.要达到精确度1的要求,应该接着计算
D.要达到精确度1的要求,应该接着计算
【答案】AC
【解析】因为,,,
所以,所以下一个存在零点的区间为,故A正确,B错误;
要达到精确度1的要求,应该接着计算,故C正确,D错误.故选:AC.
6.用二分法求函数在区间上的零点,要求精确度为0.01时,所需二分区间的次数最少为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】B
【解析】根据题意,原来区间的长度等于1,每经过二分法的一次操作,区间长度变为原来的一半,则经过n次操作后,区间的长度为,若,即.故选:B.
考点四 函数零点的个数
【例4.1】函数有 个零点.
【答案】2个
【解析】在同一个直角坐标系中画出函数与的图像,有图像可得交点共2个.
【训练4.1】1.函数有 个零点.
【答案】2个
【解析】在同一个直角坐标系中画出函数与的图像如下图,有图像可得交点共2个.
2.方程2-x+x2=3的实数解的个数为( )
A.2 B.3 C.1 D.4
【答案】A
【解析】构造函数y=2-x与y=3-x2,在同一坐标系中作出它们的图象如图,由图可知有两个交点.
3.函数f(x)=的零点个数是________.
【答案】3
【解析】当x>0时,令g(x)=ln x,h(x)=x2-2x.画出g(x)与h(x)的图象如图:
故当x>0时,f(x)有2个零点.当x≤0时,由4x+1=0,得x=-,综上函数f(x)的零点个数为3.
4.若函数f(x)=x2-2x.则函数F(x)=xf(x)-1的零点的个数为________.
【答案】1
【解析】函数F(x)=xf(x)-1的零点个数可转化为函数y=f(x)与函数y=图象交点的个数.
小结:形如函数的零点求法,
令,则
将复杂函数求零点问题转化为求两个简单函数图像交点问题
【例4.2】若定义在上的偶函数满足,且当时,,则方程的根的个数是( )
A.6 B.4 C.3 D.2
【答案】B
【解析】由题意知,是周期为2的偶函数,在同一平面直角坐标系内作出及的图像(如图),观察图像可以发现它们有4个交点,即函数有4个零点.
【训练4.2】 1.是上的偶函数,,时,,则函数的零点个数为( )
A.4 B.5 C.8 D.10
【答案】B
【解析】由题意知,是周期为2的偶函数,在同一平面直角坐标系内作出及的图像(图略),观察图像可以发现它们有5个交点,即函数有5个零点.
2.若函数()满足且时,,函数,则函数在区间内的与轴交点的个数为( )
A.5 B.7 C.8 D.10
【答案】C
【解析】由的周期性作出两函数图像如下,由图像可知与的交点个数为8个,故在区间内的与轴交点的个数为8个.选C.
小结:画图像,求零点
考点五 根据函数零点的存在情况,求参数的值/范围
【例5】1.若函数f(x)=ax2-x-1有且仅有一个零点,则实数a的取值为( )
A.0 B.- C.0或- D.2
【答案】C
【解析】当a=0时,函数f(x)=-x-1为一次函数,则-1是函数的零点,即函数仅有一个零点;
当a≠0时,函数f(x)=ax2-x-1为二次函数,并且仅有一个零点,则一元二次方程ax2-x-1=0有两个相等实根.∴Δ=1+4a=0,解得a=-.综上,当a=0或a=-时,函数仅有一个零点.
2.已知函数f(x)=若函数g(x)=f(x)-m有3个零点,则实数m的取值范围是________.
【答案】(0,1)
【解析】画出f(x)=的图象,如图.由函数g(x)=f(x)-m有3个零点,
结合图象得:0<m<1,即m∈(0,1).
规律方法 函数零点的应用主要表现在利用零点求参数范围,若方程可解,通过解方程即可得出参数的范围,若方程不易解或不可解,则将问题转化为构造两个函数,利用两个函数图象的关系求解,这样会使得问题变得直观.简单,这也体现了数形结合思想的应用.
【训练5】1.已知函数, .若存在2个零点,则a的取值范围是( )
A.[–1,0) B.[0,+∞) C.[–1,+∞) D.[1,+∞)
【答案】C
【解析】画出函数的图像,在y轴右侧的去掉,再画出直线,之后上下移动,
可以发现当直线过点A时,直线与函数图像有两个交点,并且向下可以无限移动,
都可以保证直线与函数的图像有两个交点,即方程有两个解,
也就是函数有两个零点,此时满足,即,故C.
2.已知函数f(x)=则使方程x+f(x)=m有解的实数m的取值范围是( )
A.(1,2) B.(-∞,-2]
C.(-∞,1)∪(2,+∞) D.(-∞,1]∪[2,+∞)
【答案】D
【解析】当x≤0时,x+f(x)=m,即x+1=m,解得m≤1;当x>0时,x+f(x)=m,即x+=m,
解得m≥2,即实数m的取值范围是(-∞,1]∪[2,+∞).
3.已知λ∈R,函数f(x)=,当λ=2时,不等式f(x)<0的解集是______________,若函数f(x)恰有2个零点,则λ的取值范围是_________.
【答案】;
【解析】∵,∴.
当时,得.
当时,,解得.综上不等式的解集为.
当有个零点时,.
当有个零点时,有个零点,.∴或.
考点六 唯一零点求值问题
【例6】1.已知函数有唯一零点,则实数( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】D
【解析】设,定义域为R,
∴,故函数为偶函数,
则函数的图象关于y轴对称,故函数的图象关于直线对称,
∵有唯一零点,∴,即.故选:D.
【训练6】1.已知函数有唯一零点,则负实数( )
A. B. C. D.或
【答案】A
【解析】函数有唯一零点,设
则函数有唯一零点,则
设∴ 为偶函数,
∵函数 有唯一零点,∴与有唯一的交点,
∴此交点的横坐标为0, 解得 或(舍去),故选A.
考点七 共零点求值问题
【例7】1.已知函数的定义域为,若恒成立,则的值为_________.
【答案】
【解析】只须与的零点重合,所以,解得.
2.(24新高考二.8)设函数,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【解析】的定义域为,令解得;令解得;
则当时,,故,所以;时,,故,所以;故, 则,
当且仅当时,等号成立,所以的最小值为.故选:C.
【训练7】1.设,若时均有,则_________.
【答案】
【解析】设.注意到都过定点,如图所示,
分析易知两个函数有共同的零点,即且,解得.
2.若不等式对任意的恒成立,则( )
A., B., C., D.,
【答案】B
【解析】由选项可知,故原不等式等价于,
当时,显然不满足题意,故,由二次函数的性质可知,此时必有,即,故选:B
3.已知函数,当时,,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】如图,先画出的图象,函数过点,
若 ,当 时 ,
那么函数 也必须过点 ,即 ,
那么 ,另外一个实根是 ,
需满足条件 ,解得: ,故选:C.
4.已知,满足在定义域上恒成立,则的值为 .
【答案】0
【解析】令,解得或,依题意,函数的零点也为或,(因为的值域为,若函数的零点不为或,则必有解,则与题设矛盾.即,解得.经检验,符合题意.故答案为:0.
考点八 复合函数零点问题
【例8】1.关于x的方程(x2-1)2-3|x2-1|+2=0的不相同实根的个数是( )
A.3 B.4 C.5 D.8
【答案】C
【解析】可将|x2-1|视为一个整体,即t=|x2-1|,则方程变为t2-3t+2=0可解得,t=1或t=2,
则只需作出t(x)=|x2-1|的图像,然后统计与t=1与t=2的交点总数即可,共有5个.
2.奇函数f(x),偶函数g(x)的图象分别如图(1),(2)所示,函数f(g(x)),g(f(x))的零点个数分别为m,n,则m+n=( )
A.3 B.7 C.10 D.14
【答案】C
【解析】由题中函数图象知f(±1)=0,f(0)=0,,g(0)=0,g(±2)=1,g(±1)=-1,
所以f(g(±2))=f(1)=0,f(g(±1))=f(-1)=0,,f(g(0))=f(0)=0,
所以f(g(x))有7个零点,即m=7.又g(f(0))=g(0)=0,g(f(±1))=g(0)=0,
所以g(f(x))有3个零点,即n=3.所以m+n=10,选择C.
【训练8】1.已知f(x)=则函数y=2[f(x)]2-3f(x)+1的零点个数是________.
【答案】5
【解析】由2[f(x)]2-3f(x)+1=0得f(x)=或f(x)=1,作出函数y=f(x)的图象.由图象知y=与y=f(x)的图象有2个交点,y=1与y=f(x)的图象有3个交点.因此函数y=2[f(x)]2-3f(x)+1的零点有5个.
2.设定义域为R的函数f(x)=若关于x的方程f2(x)+bf(x)+c=0有3个不同的解x1,x2,
x3,则x12+x22+x32=________.
【答案】5
【解析】先作出f(x)的图像如图,观察可发现对于任意的t,满足t=f(x)的x的个数分别为2个(t>0,t≠1)和3个(t=1),已知有3个解,从而可得f(x)=1必为f2(x)+bf(x)+c=0的根,而另一根为1或者是负数.所以f(xi)=1,可解得,x1=0,x2=1,x3=2.所以x12+x22+x32=5.
3.已知函数f(x)=若关于x的方程[f(x)]2+(a-1)f(x)-a=0有7个不等的实数根,
则实数a的取值范围是( )
A.[1,2] B.(1,2) C.(-2,-1) D.[-2,-1]
【答案】C
【解析】函数f(x)=的图象如图:
关于x的方程[f(x)]2+(a-1)f(x)-a=0有7个不等的实数根,即[f(x)+a][f(x)-1]=0有7个不等的实数根,易知f(x)=1有3个不等的实数根,∴f(x)=-a必须有4个不相等的实数根,
由函数f(x)的图象可知-a∈(1,2),∴a∈(-2,-1).故选C.
4.已知函数f(x)=,则下列关于函数y=f(f(x))+1的零点个数判断正确的是( )
A.当a>0时,有4个零点;当a<0时,有1个零点
B.当a>0时,有3个零点;当a<0时,有2个零点
C.无论a为何值,均有2个零点
D.无论a为何值,均有4个零点
【答案】A
【解析】所求函数的零点,即方程f(f(x))=-1的解的个数,令t=f(x),先作出y=f(t)的图像,
直线y=ax+1为过定点(0,1)的一条直线,但需要对a的符号进行分类讨论.
当a>0时,如图1所示,先拆外层可得t1=-<0,t2=,如图2所示,而t1有两个对应的x,t2也有两个对应的,共计4个;
当a<0时,如图3所示,先拆外层可得t=,如图4所示,t=只有一个满足的x,所以共1个零点.结合选项,可判断出A正确.
5.已知定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=则关于x的方程6f2(x)-f(x)-1=0的实数根个数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】已知方程6f2(x)-f(x)-1=0可解,得f1(x)=,f2(x)=-,只需统计y=,y=-与y=f(x)的交点个数即可.由奇函数可先做出x>0的图像,x>2时,f(x)=f(x-2),则x∈(2,4]的图像只需将x∈(0,2]的图像纵坐标缩为一半即可.正半轴图像完成后可再利用奇函数的性质作出负半轴图像.通过数形结合可得共有7个交点.
6.已知函数,则关于的方程有个不同实数解,则实数满足( )
A.且 B.且
C.且 D.且
【答案】C
【解析】令,作出函数的图象如下图所示:
由于方程至多两个实根,设为和,由图象可知,直线与函数图象的交点个数可能为0、2、3、4,由于关于x的方程有7个不同实数解,则关于u的二次方程的一根为,则,则方程的另一根为,直线与函数图象的交点个数必为4,则,解得.所以且.故选:C.
考点九 等高线问题
【例9】1.设函数
①若方程有四个不同的实根则的取值范围是
②若方程有四个不同的实根则的取值范围是
③方程的不同实根的个数只能是1,2,3,6
四个结论中,正确的结论个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.0
【答案】B
【解析】对于①:作出的图像如下:
若方程有四个不同的实根,,,,则,不妨设,
则,是方程的两个不等的实数根,,是方程的两个不等的实数根,
所以,,所以,所以,所以,故①正确;
对于②:由上可知,,,且,所以,所以,,
所以,所以,故②错误;
对于③:,所以,所以或,
由图可知,当时,的交点个数为2,当,0时,的交点个数为3,
当时,的交点个数为4,当时,的交点个数为1,
所以若时,则,交点的个数为个,若时,则,交点的个数为3个,
若,则,交点有个,若且时,则且,交点有个,
若,交点有1个,综上所述,交点可能有1,2,3,6个,即方程不同实数根1,2,3,6,故③正确;故选:B.
【训练9】1.已知函数,若方程有四个不同的解
且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】.先作图象,由图象可得
因此为单调递减函数,,
从而.故选:A
2.已知函数,若方程有四个不同的实根满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】作出函数的图象,如图所示:
方程有四个不同的实根满足,则,
即:,所以,
,所以,根据二次函数的对称性可得:,
,
考虑函数单调递增,,
所以时的取值范围为.故选:A
3.已知函数,若互不相等的实数x1,x2,x3满足f(x1)=f(x2)=f(x3),则的取值范围是( )
A.() B.(1,4) C.(,4) D.(4,6)
【答案】A
【解析】画出分段函数的图像如图,令互不相等的实数x1,x2,x3满足f(x1)=f(x2)=f(x3)=t,t∈(0,),则x1∈,x2∈(0,1),x3∈(1,2),则=1+t+1﹣t+=2+,又t∈(0,),∴∈().故选:A.
(
1
)
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$$
函数零点问题
1.零点定义及零点存在定理:
①对于函数,我们把使的实数叫做函数的零点.
强调:零点不是点,而是对应方程的根,是函数图像与轴交点的横坐标.
②零点存在定理:如果函数在区间上的图像是连续不断的一条曲线,并且有,么函数在区间内有零点,即存在,使得,也就是方程的根;
③零点存在定理(唯一性定理):如果函数在区间上的图像是连续不断且单调的一条曲线,并且有,那么函数在区间内有零点,即存在,使得,也就是方程的根.
2.二分法找函数零点范围:
①二分法:对于区间上连续不断且的函数,通过不断地把函数的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点的近似值的方法叫做二分法.
求方程的近似解就是求函数零点的近似值.
②用二分法求函数零点近似值的步骤:
(1)确定区间,验证,给定精度.
(2)求区间的中点.
(3)计算.若,则就是函数的零点;若,则令(此时零点),若,则令(此时零点)
(4)判断是否达到精确度,即若则函数零点的近似值为(或);否则重复第(2)到(4)步.
3.方程的根与函数零点的关系:
①方程有实数根函数的图像与轴有公共点函数有零点.
②方程有实数根函数的图像与的图像有公共点函数有零点.
4. 函数共零点问题:
①假设对任意的恒成立,说明与有相同的正负值区间,即他们需要有共同的解区间端点,如果有零点,那么这两个函数的零点必须相同;
②假设对任意的恒成立,说明的正值区间是的负值区间或者
的负值区间是的正值区间,如果有零点,此时他们也需要有共同的解区间端点,那么这两个函数的零点也必须必须相同.
判断:函数零点概念的理解及应用
(1)函数的零点就是函数的图象与x轴的交点.( )
(2)对于定义域内的两个变量x1,x2,若f(x1)f(x2)<0,则函数f(x)有零点.( )
(3)若f(x)在区间[a,b]上连续不断,且f(a)f(b)>0,则f(x)在(a,b)内没有零点.( )
(4)若函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,且f(a)f(b)<0,则函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点.( )
(5)函数f(x)=2x|log0.5x|-1的零点个数为2.( )
(6)已知函数f(x)=x2+x+a在区间(0,1)上有零点,则实数a的取值范围是(-2,0).( )
考点一 函数零点的区间
【例1】1.函数的零点所在的区间为
A. B. C. D.
2.已知函数的零点依次为,则( )
A. B. C. D.
规律方法 (1)直接求零点:令f(x)=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.
(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性.奇偶性)才能确定函数有多少个零点.
(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.
【训练1】1.函数的一个零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
2.若a<b<c,则函数f(x)=(x-a)·(x-b)+(x-b)(x-c)+(x-c)·(x-a)的两个零点分别位于区间( )
A.(a,b)和(b,c)内 B.(-∞,a)和(a,b)内
C.(b,c)和(c,+∞)内 D.(-∞,a)和(c,+∞)内
3.若函数f(x)=ax+b(a≠0)有一个零点是2,那么函数g(x)=bx2-ax的零点是________.
4.已知定义在R上的函数f(x)图象的对称轴为x=-3,且当x≥-3时,f(x)=2x-3.若函数f(x)在区间(k-1,k)(k∈Z)上有零点,则k的值为( )
A.2或-7 B.2或-8 C.-8或-7 D.-2或-8
考点二 函数零点确定参数取值范围
【例2】1.函数在区间存在零点.则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【训练2】1.函数的一个零点在区间内,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.已知函数是R上的奇函数,若函数的零点在区间内,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.函数在区间和区间上分别存在一个零点,则实数的取值范围是
A. B. C. D.或
考点三 函数二分法求方程的近似解
【例3】1.已知用二分法求函数在内零点近似值的过程中发现,,,,则可以确定方程的根所在区间为( )
A. B. C. D.无法确定
2.用二分法求函数在区间内的零点近似值,至少经过( )次二分后精确度达到0.1.
A.2 B.3 C.4 D.5
【训练3】1.下列函数图象均与轴有交点,其中不能用二分法求图中函数零点的函数有( )
A.
个 B.个 C.个 D.个
2.若函数的一个正数零点附近的函数值用二分法计算,其参考数据如下:
那么方程的一个近似根(精确到0.1)为( )
A.1.4 B.1.3 C.1.2 D.1.5
3.用“二分法”求函数在区间内的零点时,取的中点,则的下一个有零点的区间是__________.
4.(多选)设,某学生用二分法求方程的近似解(精确度为),列出了它的对应值表如下:
x
0
1
2
3
若依据此表格中的数据,则得到符合要求的方程的近似解可以为( )
A. B. C. D.
5.(多选)用二分法求函数在区间上的零点近似值取区间中点1,则( )
A.下一个存在零点的区间为
B.下一个存在零点的区间为
C.要达到精确度1的要求,应该接着计算
D.要达到精确度1的要求,应该接着计算
6.用二分法求函数在区间上的零点,要求精确度为0.01时,所需二分区间的次数最少为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
考点四 函数零点的个数
【例4.1】函数有 个零点.
【训练4.1】1.函数有 个零点.
2.方程2-x+x2=3的实数解的个数为( )
A.2 B.3 C.1 D.4
3.函数f(x)=的零点个数是________.
4.若函数f(x)=x2-2x.则函数F(x)=xf(x)-1的零点的个数为________.
小结:形如函数的零点求法,
令,则
将复杂函数求零点问题转化为求两个简单函数图像交点问题
【例4.2】若定义在上的偶函数满足,且当时,,则方程的根的个数是( )
A.6 B.4 C.3 D.2
【训练4.2】 1.是上的偶函数,,时,,则函数的零点个数为( )
A.4 B.5 C.8 D.10
2.若函数()满足且时,,函数,则函数在区间内的与轴交点的个数为( )
A.5 B.7 C.8 D.10
小结:画图像,求零点
考点五 根据函数零点的存在情况,求参数的值/范围
【例5】1.若函数f(x)=ax2-x-1有且仅有一个零点,则实数a的取值为( )
A.0 B.- C.0或- D.2
2.已知函数f(x)=若函数g(x)=f(x)-m有3个零点,则实数m的取值范围是________.
规律方法 函数零点的应用主要表现在利用零点求参数范围,若方程可解,通过解方程即可得出参数的范围,若方程不易解或不可解,则将问题转化为构造两个函数,利用两个函数图象的关系求解,这样会使得问题变得直观.简单,这也体现了数形结合思想的应用.
【训练5】1.已知函数, .若存在2个零点,则a的取值范围是( )
A.[–1,0) B.[0,+∞) C.[–1,+∞) D.[1,+∞)
2.已知函数f(x)=则使方程x+f(x)=m有解的实数m的取值范围是( )
A.(1,2) B.(-∞,-2]
C.(-∞,1)∪(2,+∞) D.(-∞,1]∪[2,+∞)
3.已知λ∈R,函数f(x)=,当λ=2时,不等式f(x)<0的解集是______________,若函数f(x)恰有2个零点,则λ的取值范围是_________.
考点六 唯一零点求值问题
【例6】1.已知函数有唯一零点,则实数( )
A.1 B. C.2 D.
【训练6】1.已知函数有唯一零点,则负实数( )
A. B. C. D.或
考点七 共零点求值问题
【例7】1.已知函数的定义域为,若恒成立,则的值为_________.
2.(24新高考二.8)设函数,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
【训练7】1.设,若时均有,则_________.
2.若不等式对任意的恒成立,则( )
A., B., C., D.,
3.已知函数,当时,,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.已知,满足在定义域上恒成立,则的值为 .
考点八 复合函数零点问题
【例8】1.关于x的方程(x2-1)2-3|x2-1|+2=0的不相同实根的个数是( )
A.3 B.4 C.5 D.8
2.奇函数f(x),偶函数g(x)的图象分别如图(1),(2)所示,函数f(g(x)),g(f(x))的零点个数分别为m,n,则m+n=( )
A.3 B.7 C.10 D.14
【训练8】1.已知f(x)=则函数y=2[f(x)]2-3f(x)+1的零点个数是________.
2.设定义域为R的函数f(x)=若关于x的方程f2(x)+bf(x)+c=0有3个不同的解x1,x2,
x3,则x12+x22+x32=________.
3.已知函数f(x)=若关于x的方程[f(x)]2+(a-1)f(x)-a=0有7个不等的实数根,
则实数a的取值范围是( )
A.[1,2] B.(1,2) C.(-2,-1) D.[-2,-1]
4.已知函数f(x)=,则下列关于函数y=f(f(x))+1的零点个数判断正确的是( )
A.当a>0时,有4个零点;当a<0时,有1个零点
B.当a>0时,有3个零点;当a<0时,有2个零点
C.无论a为何值,均有2个零点
D.无论a为何值,均有4个零点
5.已知定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=则关于x的方程6f2(x)-f(x)-1=0的实数根个数为( )
A. B. C. D.
6.已知函数,则关于的方程有个不同实数解,则实数满足( )
A.且 B.且
C.且 D.且
考点九 等高线问题
【例9】1.设函数,
①若方程有四个不同的实根则的取值范围是
②若方程有四个不同的实根则的取值范围是
③方程的不同实根的个数只能是1,2,3,6
四个结论中,正确的结论个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.0
【训练9】1.已知函数,若方程有四个不同的解且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.已知函数,若方程有四个不同的实根满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.已知函数,若互不相等的实数x1,x2,x3满足f(x1)=f(x2)=f(x3),则的取值范围是( )
A.() B.(1,4) C.(,4) D.(4,6)
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