内容正文:
预习13 函数与方程、不等式间的关系
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练题型 强知识:7大核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点 1 :函数的零点
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.
知识点 2 :二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
的图象
与轴的交点个数
2个
1个
0个
的根
有两个不相等的实数根
有两个相等的实数根
没有实数根
的解集
(1)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.
拓展:高次不等式的概念:不等式最高次项的次数高于2,这样的不等式称为高次不等式.
(2)穿根引线法的步骤:
①将最高次项系数化为正数;
②将分解为若干个一次因式的积或二次不可分因式的积;
③将每一个一次因式的根标在数轴上,自上而下,从右向左依次通过每一点画曲线(注意重根情况,偶次方根穿而不过,奇次方根穿过);
④观察曲线显现出的的值的符号变化规律,写出不等式的解集.
知识点 3 :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 4 :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).
【题型1 求函数的零点】
1.函数的零点为( )
A. B.和 C.和1 D.1
2.若在上定义运算,则的零点为( )
A.0和2 B.和1 C.和2 D.和0
3.若函数有一个零点是1,则函数的零点是( )
A. B. C. D.
4.若函数的图象如图所示,则函数的零点是 .
【题型2 函数零点所在区间的判断】
5.已知函数.在下列区间中,包含零点的区间是 ( )
A. B. C. D.
6.对于函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
7.已知函数在上连续,则“”是“方程在内至少有两个解”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充分必要条件 D.非充分非必要条件
8.已知函数的图象是一条连续不断的曲线,且,,,,,则在下列区间中,一定包含零点的区间是( )
A. B. C. D.
9.已知函数的图象是连续不断的,有如下的对应值表:
x
1
2
3
4
5
6
15
10
6
则函数在区间上的零点可能有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【题型3 判断函数的零点(方程的根)个数】
10.已知函数是奇函数,则函数的零点个数为 .
11.称方程的根为函数的“点”,则函数的“点”为( )
A. B.或 C.或1 D.
12.已知是定义在上的函数,且有,当时,,则方程的根的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
13.(多选)设,则( )
A.当时, B.当时,有3个零点
C.有实数解 D.当时,有个零点
14.若分别是定义在上的奇函数和偶函数,且,则函数的零点个数为 .
【题型4 求解高次不等式】
15.已知,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
16.不等式的解集为 .
17.解不等式:.
【题型5 已知函数零点(方程根)个数求参数】
18.设.若关于x的方程有三个不同的实数解,则实数k可取( )
A. B. C.0 D.1
19.已知函数至少有一个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
20.若函数只有一个零点,则实数a的值为( )
A. B.1 C.2 D.0
21.已知函数是定义域为的奇函数,且当时,,若有三个零点,则实数的取值范围为 .
22.若关于的方程有3个解,求实数的值.
【题型6 已知零点所在区间求参数】
23.已知函数,在区间内存在,使,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
24.已知函数在区间上有零点,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
25.已知,关于的方程在上有实数解,则的取值范围为( ).
A. B. C. D.
26.若函数在区间内恰有一个零点,则实数a的取值集合为( )
A. B.或.
C. D.或.
【题型7 二分法近似求函数零点或方程的根】
27.下列函数中,有零点且能用二分法求零点近似值的是( )
A. B.
C. D.
28.下列函数图象与轴均有交点,其中不能用二分法求图中函数零点的是( )
A. B.
C. D.
29.用二分法求函数在区间上零点的近似解,经验证有.若给定精确度,取区间的中点,计算得,则此时零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
30.用二分法求函数的一个正实数零点时,经计算,,则函数的一个精确度为的正实数零点的近似值可取( )
A. B. C. D.
31.用二分法求方程的正实数解的近似值为 .(精确度为0.1)
32.用二分法求函数在区间上的零点的近似值,由计算得,.下一个求,则 .
【题型8 零点之和问题】
33.已知定义在上的函数,关于的方程有个不同的实根,,,,则( )
A.12 B. C.15 D.
34.已知函数,函数有四个不同的零点、、、,且,则下列四个选项中正确的选项为( )
A.的范围为 B.
C. D.
35.已知若,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
36.设函数关于x的方程有三个不等实根,且,则的取值范围是 .
37.(多选)已知函数,若存在,使得,则的取值可以是( )
A. B.3 C. D.
一、单选题
1.函数的零点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.不能确定
2.函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
3.已知函数的一个零点,在用二分法求精确度为的的一个值时,需判断各区间中点的函数值的符号最少()( )
A.5次 B.6次 C.7次 D.8次
4.不等式成立的一个充分不必要条件为( )
A. B.
C. D.
5.若函数与函数的图象有交点,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.已知函数恰有三个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
7.设函数,若函数有三个不同的零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.设定义在上的函数,若关于的方程 有3个不同实数解、、,且,则下列说法中错误的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.对任意两个实数a,b,定义若,则下列关于两数的说法正确的是( )
A.函数是偶函数 B.函数有三个零点
C.函数在区间上单调递减 D.函数的最小值为
10.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.,使得偶函数 B.都不是上的单调函数
C.,使得有三个零点 D.若的最小值是,则
三、填空题
11.用二分法求方程在内的近似解时,记,若,据此判断,方程的根应落在区间 内.
12.用二分法研究函数的零点时,第一次经过计算得,,则第二次应计算的函数值是 .
13.设函数,若互不相等的实数,,满足,则的取值范围是 .
14.已知函数,若函数有两个实数解,则实数的取值范围 .
四、解答题
15.用二分法求函数的零点.(精确到0.1)
16.函数的两个零点为2,3.
(1)求b,c的值;
(2)若函数的两个零点分别在区间内,求m的取值范围.
17.已知函数是定义域为的奇函数, 当时, .
(1)求函数的解析式;
(2)若关于的方程在上有解,求实数的取值范围.
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知识点 1 :函数的零点
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.
知识点 2 :二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
的图象
与轴的交点个数
2个
1个
0个
的根
有两个不相等的实数根
有两个相等的实数根
没有实数根
的解集
(1)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.
拓展:高次不等式的概念:不等式最高次项的次数高于2,这样的不等式称为高次不等式.
(2)穿根引线法的步骤:
①将最高次项系数化为正数;
②将分解为若干个一次因式的积或二次不可分因式的积;
③将每一个一次因式的根标在数轴上,自上而下,从右向左依次通过每一点画曲线(注意重根情况,偶次方根穿而不过,奇次方根穿过);
④观察曲线显现出的的值的符号变化规律,写出不等式的解集.
知识点 3 :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 4 :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).
【题型1 求函数的零点】
1.函数的零点为( )
A. B.和 C.和1 D.1
【答案】C
【详解】由得.
2.若在上定义运算,则的零点为( )
A.0和2 B.和1 C.和2 D.和0
【答案】B
【详解】由题意,令,得或.
3.若函数有一个零点是1,则函数的零点是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意可得,可得;
可得,
令,因此,
解得或或;
因此函数的零点是.
故选:D
4.若函数的图象如图所示,则函数的零点是 .
【答案】和
【详解】由函数的图象可知,2和3是方程的两根,所以,即,所以函数.令,得或,所以函数的零点是和.
【题型2 函数零点所在区间的判断】
5.已知函数.在下列区间中,包含零点的区间是 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】当时, 在上恒成立,这表明函数在上没有零点,故A选项错误.
在,,连续,且单调递减,下面证明:
设,则.
对其进行化简:
,
因为,所以,,,,那么.
所以,即,也就是.
根据函数单调性的定义,函数在上是减函数.
当时,,当,,
当,,当,.
根据函数零点存在定理可知,可以判定函数在区间内有一个零点,故C选项正确.
在区间, 没有零点,故B选项错误.
在区间,也没有零点,故D选项错误.
故选:C
6.对于函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】函数,结合选项,只考虑上的情况即可,设,
则
,
因为,故,
即,
故在上单调递增,
由于,,
,
结合选项知函数的零点所在的区间为,
故选:B.
7.已知函数在上连续,则“”是“方程在内至少有两个解”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充分必要条件 D.非充分非必要条件
【答案】D
【详解】根据题意,若,
则中两正一负,或者三负,
只有当时,
才能得到方程在和内至少各有一个解,
所以“”是“方程在内至少有两个解”的不充分条件;
反之,若方程在内至少有两个解,无法确定的符号,
所以“”是“方程在内至少有两个解”的不必要条件,
所以“”是“方程在内至少有两个解”的非充分非必要条件.
故选:D
8.已知函数的图象是一条连续不断的曲线,且,,,,,则在下列区间中,一定包含零点的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为的图象是一条连续不断的曲线,
且,,,,
所以,由零点存在性定理可知一定包含零点的区间是.
故选:C.
9.已知函数的图象是连续不断的,有如下的对应值表:
x
1
2
3
4
5
6
15
10
6
则函数在区间上的零点可能有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】BCD
【详解】由题表可知,又因为的图象为连续不断的曲线,故在区间上至少有3个零点.
【题型3 判断函数的零点(方程的根)个数】
10.已知函数是奇函数,则函数的零点个数为 .
【答案】2
【详解】因为为奇函数,
所以,
联立解得:,经验证符合题意,
所以,,
令,
当时,得:,解得:,
当时,得:,解得:,
所以函数的零点个数为2.
故答案为:2.
11.称方程的根为函数的“点”,则函数的“点”为( )
A. B.或 C.或1 D.
【答案】D
【详解】当时,,解得(舍去);
当时,,解得或(舍去).
综上函数的“点”为.
故选:D.
12.已知是定义在上的函数,且有,当时,,则方程的根的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】是定义在上的函数,且有,
当时,,
则时,,则
时,
时,
时,
画出函数与函数的图象,
由图象可知方程的根的个数为3.
故选:C.
13.(多选)设,则( )
A.当时, B.当时,有3个零点
C.有实数解 D.当时,有个零点
【答案】ACD
【详解】对于A:当时,,,故A选项正确;
对于B:当作出的图像,由图像知只有2个零点,故B选项错误;
对于C:易知满足的解一定是的解,
而当时,,而方程一定有负根,故C选项正确;
对于D:令,当时,有2个零点;
当时, 在且)的图像向右平移一个单位,再向下平移一个单位,
即可得到在的图像,的零点问题等价于区间有几个整数问题,
零点有个;
一共有零点个,故D选项正确.
故选:ACD
14.若分别是定义在上的奇函数和偶函数,且,则函数的零点个数为 .
【答案】2
【详解】由已知可得,.
又分别是定义在上的奇函数和偶函数,
所以,,,
所以有.
又,
两式相加化简可得,.
两式相减化简可得,.
所以,.
解可得,或.
所以,函数的零点个数为2.
故答案为:2.
【题型4 求解高次不等式】
15.已知,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由,得,
所以,
所以,即,
解得或,
故的取值范围为.
故选:D.
16.不等式的解集为 .
【答案】或
【详解】由可得,即,
如下图所示:
由“穿针引线”法可知,原不等式的解集为或.
故答案为:或.
17.解不等式:.
【答案】.
【详解】的零点从左到右依次为,
当时,当时,当时,当时.
所以不等式:为.
【题型5 已知函数零点(方程根)个数求参数】
18.设.若关于x的方程有三个不同的实数解,则实数k可取( )
A. B. C.0 D.1
【答案】CD
【详解】因为,所以作出函数的图象如图所示.由图可知,当时,函数的图象与直线有三个交点.
所以当时,方程有三个不同的实数解.结合选项知C,D正确.
19.已知函数至少有一个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】令,即,可得,
令,,原题意等价于曲线与至少有一个交点,
如图,注意到与的对称轴均为,可得,即,即,.
故选:B.
20.若函数只有一个零点,则实数a的值为( )
A. B.1 C.2 D.0
【答案】BC
【详解】当时,,显然成立;当时,则,解得.
21.已知函数是定义域为的奇函数,且当时,,若有三个零点,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】有三个零点,可转化为与有三个交点,
函数是定义域为的奇函数,所以图象关于原点对称,
再由当时,,可画出下图:
由图可知:,即.
故答案为:.
22.若关于的方程有3个解,求实数的值.
【答案】
【详解】因为关于的方程有3个解,所以函数与有3个交点,
作出函数的图象,如图,
由图可知:函数与有3个交点时,.
【题型6 已知零点所在区间求参数】
23.已知函数,在区间内存在,使,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解法1 由题意可知,由可得,所以,解不等式可得.
解法2 因为在上存在,使,所以,即,解得.
24.已知函数在区间上有零点,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】函数在区间上有零点方程在区间上有解,
函数在区间上单调递减,在上单调递增,
则,则.
故选:D.
25.已知,关于的方程在上有实数解,则的取值范围为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设,,
由题意得,在上有交点,
又,易知,在上分别单调递增、单调递减,
所以,只需,即,可得的范围为.
故选:B
26.若函数在区间内恰有一个零点,则实数a的取值集合为( )
A. B.或.
C. D.或.
【答案】D
【详解】由函数,
若,可得,令,即,解得,符合题意;
若,令,即,可得,
当时,即,解得,此时,解得,符合题意;
当时,即且,则满足,
解得且,
若,可得,令,即,
解得或,其中,符合题意;
若,可得,令,即,
解得或,其中,符合题意;
综上可得,实数的取值范围为或.
故选:D.
【题型7 二分法近似求函数零点或方程的根】
27.下列函数中,有零点且能用二分法求零点近似值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】对于A,由知此函数的判别式,故函数无零点;对于D.由知此函数的判别式,故无法用二分法求零点近似值;对于B,C,函数存在变号零点,能用二分法求解.
28.下列函数图象与轴均有交点,其中不能用二分法求图中函数零点的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据二分法的概念可知二分法只能求变号零点,
观察选项A中的函数图象可知该函数没有变号零点,观察选项BCD中的函数图象可知对应的函数都存在变号零点,
所以选项A中函数不能用二分法求零点.
故选:A.
29.用二分法求函数在区间上零点的近似解,经验证有.若给定精确度,取区间的中点,计算得,则此时零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知,对于函数在区间上,有,所以函数在上有零点.取区间的中点.因为计算得,所以函数在上有零点,故.
30.用二分法求函数的一个正实数零点时,经计算,,则函数的一个精确度为的正实数零点的近似值可取( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,所以零点在区间内.因为,又零点是精确度为的正实数,所以零点的近似值可取上的任意一个值.
31.用二分法求方程的正实数解的近似值为 .(精确度为0.1)
【答案】2.4
【详解】令,,,
又在上单调递增,
故在内有唯一的零点,记作,
由对称性可知,在内有一个零点,不满足正实数解,舍去,
取区间中点,∵,∴;
再取区间的中点,∵,∴;
再取区间的中点,∵,∴,
此时;
再取区间的中点,∵,∴,
此时且.
故方程的正实数解的近似值可取为2.4.
故答案为:2.4
32.用二分法求函数在区间上的零点的近似值,由计算得,.下一个求,则 .
【答案】
【详解】由二分法的求解过程知,下一个为,所以.
故答案为:
【题型8 零点之和问题】
33.已知定义在上的函数,关于的方程有个不同的实根,,,,则( )
A.12 B. C.15 D.
【答案】B
【详解】关于的方程,解得或,
由函数图象如下,
当时,原方程有三个实根,其中一个根为,另两个根关于直线对称,则;
当时,原方程有两个实根,设为,,这两个根关于直线对称,则.
所以原方程一共有5个不同的实根,
所以,
故选:B
34.已知函数,函数有四个不同的零点、、、,且,则下列四个选项中正确的选项为( )
A.的范围为 B.
C. D.
【答案】D
【详解】作出函数与的图象如下图所示:
当时,,
由图可知,当时,直线与函数的图象有四个交点,
故实数的取值范围是,A错;
对于B选项,因为二次函数图象的对称轴为直线,
由图可知,点、关于直线对称,则,的值不确定,B错;
对于C选项,由图可知,,
由可得,即,即,
所以,,C错;
对于D选项,由C选项可知,,
由可得,则,
因为双勾函数在区间上单调递减,
因为,则,D对.
故选:D.
35.已知若,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】画出的图象,如下,
设,则,
令,解得或0,
因为的对称轴为,由对称性可得,
且,
其中,
因为,所以,
故,
又,故,
.
故选:A
36.设函数关于x的方程有三个不等实根,且,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】画出函数的图象,观察图形知,仅当时,方程有三个不等实根,
分别对应直线与图象三个交点的横坐标,其中两个交点位于二次函数图象上,
不妨设,显然关于对称,则,
另一个交点位于直线上,在中,当时,,即,
因此,所以.
故答案为:
37.(多选)已知函数,若存在,使得,则的取值可以是( )
A. B.3 C. D.
【答案】CD
【详解】设,作出函数与的图象,如图:
观察图形知,当时,直线与函数的图象有三个交点,
点、关于直线对称,则,且函数在上为增函数,
由,,得,因此,
所以的取值可以是,.
故选:CD
【点睛】关键点睛:求函数零点和的取值范围问题,解题的关键在于分析函数图象的对称性,求出,结合不等式求出的取值范围,进而求解.
一、单选题
1.函数的零点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.不能确定
【答案】C
【详解】由,得函数有2个零点.
2.函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为函数定义域为与均在上单调递增,
所以在上单调递增且连续,
又,即,
所以由零点存在定理可得的零点所在区间为.
故选:B.
3.已知函数的一个零点,在用二分法求精确度为的的一个值时,需判断各区间中点的函数值的符号最少()( )
A.5次 B.6次 C.7次 D.8次
【答案】C
【详解】判断n次时,区间长度为,由,得,得,即.
4.不等式成立的一个充分不必要条件为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由,即,解得,
对于A:由,即,解得,
所以是不等式成立的充要条件,故A错误;
对于B:由,即,解得,
因为真包含于,
所以是不等式成立的必要不充分条件,故B错误;
对于C:由,解得,
所以是不等式成立的充要条件,故C错误;
对于D:由,解得或,
因为真包含于,
所以是不等式成立的充分不必要条件,故D正确.
故选:D
5.若函数与函数的图象有交点,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为函数与函数的图象有交点,所以方程有解,
由,所以在上有解,记,
则实数a的取值范围是函数的值域,
令,则,当时,;
当时,,当且仅当即时,等号成立,
又,所以,
综上,,所以实数a的取值范围是.
故选:B
6.已知函数恰有三个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】.
①当时,在上递减,在上递减,在上递增,
因为在处连续,所以在上递减,在上递增,
且,所以在,分别有一个零点,即不可能有三个零点,不合题意;
②当时,在上递减,在上递增,在上递减,在上递增,
且,作出两段抛物线的图象如图
此时只有两个零点不满足题意;
③当时,,
作出两段抛物线的图象如图:
此时恰有三个零点满足题意;
④当时,,在有两个零点,
且当时两段抛物线的函数值相等,
若要有三个零点,则,在有一个零点,两段抛物线的图象如图:
此时,满足题意,
综上,实数的取值范围为.
故选:A.
7.设函数,若函数有三个不同的零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】当时,
当时,当且仅当时等号成立,
则,且在上递增,在上递减,
当时,单调递增,且,作出函数的图象,如下,
观察图象,当且仅当,函数有三个不同的零点,
当时,,当时,令,则,有,,
因此,而函数在上递减,则,
所以的取值范围是.
故选:A
【点睛】关键点点睛:分析分段函数的性质并画出草图,将题设的零点问题转化为与的交点问题,应用数形结合的思想,求出关于的解析式,由单调性求范围.
8.设定义在上的函数,若关于的方程 有3个不同实数解、、,且,则下列说法中错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】关于的一元二次方程,,
①时,则方程无解,不符合题意;
②时,方程有唯一解,即,
作出函数的图象如图,
若关于的方程有3个解,则,即,此时,
则,,;
③时,方程有两个不同解,记作或,
由图象可知,的根可能有个,个,个,
若关于的方程有3个解,则且,
即,满足以上关系的有很多值,
此时,则,;
综上可知,ABD正确,C错误.
故选:C.
二、多选题
9.对任意两个实数a,b,定义若,则下列关于两数的说法正确的是( )
A.函数是偶函数 B.函数有三个零点
C.函数在区间上单调递减 D.函数的最小值为
【答案】ABD
【详解】由,作图如下:
则,可作图如下:
由图可知函数为偶函数,故A正确;
由图可知函数有三个零点,故B正确;
由图可知函数在上单调递增,在上单调递减,故C错误;
由图可知函数的最小值为,故D正确.
故选:ABD.
10.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.,使得偶函数 B.都不是上的单调函数
C.,使得有三个零点 D.若的最小值是,则
【答案】ABC
【详解】当时,,定义域为,且,此时为偶函数,故A正确.当时,,开口向上,对称轴为;当时,开口向上,对称轴为.所以且,,即在分段处函数值相等,由于的对称轴在的对称轴的左侧,故都不是上的单调函数,故B正确.当时,若,则,当时,令,解得,当时,令,解得,均符合要求,所以,使得函数有3个零点,故C正确.由B可知的最小值在或处取到,当时,函数最小值在处取到,由,解得,满足题意;当时,函数最小值在处取到,由,解得,满足题意,当时,函数最小值在或处取到,此时恒成立,恒成立,都不满足题意,舍去.综上,若的最小值是,则,故D错误.
三、填空题
11.用二分法求方程在内的近似解时,记,若,据此判断,方程的根应落在区间 内.
【答案】
【详解】根据题意可得在R上单调递增,且,
所以函数的零点所在的区间为.
故答案为:.
12.用二分法研究函数的零点时,第一次经过计算得,,则第二次应计算的函数值是 .
【答案】
【详解】由函数的零点时,第一次经过计算得,,
即,可得零点,
根据二分法,第二次计算.
故答案为:
13.设函数,若互不相等的实数,,满足,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】作出的图象如下图所示:
不妨设,
当时,,对称轴为,
当时,令,解得,
则,
令,则,,
,则,
则,
由图知,对称轴,则在上单调递增,
则其范围为
故答案为:.
14.已知函数,若函数有两个实数解,则实数的取值范围 .
【答案】
【详解】因,则0不是的解.
时,.
令,
依题意函数的图象与直线有两个公共点.
时,时,,
于是得,
由对勾函数知,在上递减,在上递增,且.
又在上递减,在上递增,且.
如图:
直线与的图象有两个公共点,;
直线与的图象有两个公共点,.
从而得函数的图象与直线有两个公共点时或.
所以实数的取值范围是.
故答案为:
四、解答题
15.用二分法求函数的零点.(精确到0.1)
【答案】1.2.
【详解】解:易知函数在R上递增,
又,且,
所以在上存在唯一的零点,
又,且,
所以在上存在唯一的零点,
又,
,
由精确度为0.1得:需计算,
又,
所以的零点精确到0.1约是1.2.
16.函数的两个零点为2,3.
(1)求b,c的值;
(2)若函数的两个零点分别在区间内,求m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意2,3为方程的两根,
.
(2),
依题意即,解得,
故实数m的取值范围是.
17.已知函数是定义域为的奇函数, 当时, .
(1)求函数的解析式;
(2)若关于的方程在上有解,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2)或.
【详解】(1)是定义在上的奇函数,
所以,
所以 ,
设,则,
,又,
所以,
的解析式为
(2),
①当时,,,
方程可化为,
即,方程的判别式,
所以方程有两个根,设其根为,
则,所以一正一负,
所以方程在上有解,符合题意.
②当时,,解得或(舍),符合题意.
③当时,,,
令,对称轴为,
因为方程在上有解,
所以,解得或,
,
综上所述,的取值范围是.或.
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