内容正文:
课时训练(19) 函数与方程
一、单选题
1.函数y=4x-2x+1的零点为( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
C 解析:令4x-2x+1=0,整理得2x(2x-2)=0,解得x=1,所以函数y=4x-2x+1的零点为1.
2.对于函数f(x),若f(-1)f(3)<0,则( )
A.方程f(x)=0一定有实数解
B.方程f(x)=0一定无实数解
C.方程f(x)=0一定有两实根
D.方程f(x)=0可能无实数解
D 解析:因为函数f(x)的图象在(-1,3)上未必连续,所以尽管f(-1)f(3)<0,但方程f(x)=0在(-1,3)上可能无实数解.
3.设函数f(x)=2x+的零点为x0,则x0所在的区间是( )
A.(-4,-2) B.(-2,-1)
C.(1,2) D.(2,4)
B 解析:易知f(x)在R上单调递增且f(x)的图象是连续不断的曲线,f(-2)=-<0,f(-1)=->0,所以x0∈(-2,-1).
4.若f(x)=x+2x+a的零点所在的区间为(-2,1),则实数a的取值范围为( )
A.(-2,) B.(-3,)
C.(-1,-) D.(0,)
B 解析:因为f(x)=x+2x+a在R上单调递增,且零点所在的区间为(-2,1),所以只需f(-2)f(1)<0,即(a-2+)(a+1+2)<0,解得-3<a<.
5.已知函数f(x)=ln |x-2|+x2与g(x)=4x,则两函数图象所有交点的横坐标之和为( )
A.0 B.2
C.3 D.4
D 解析:原问题可以转化为求方程ln |x-2|=4x-x2的所有根之和,易知y=ln |x-2|和y=4x-x2的图象均关于直线x=2对称,且两个函数的图象有2个交点,故两个交点的横坐标之和为4.
6.已知函数f(x)=|ex-1|+1,若函数g(x)=[f(x)-2][f(x)+a]有三个零点,则实数a的取值范围是( )
A.(-2,-1) B.(-1,0)
C.(0,1) D.(1,2)
A 解析:作出f(x)的图象如图所示,
令g(x)=0,∴f(x)=2或f(x)=-a,∵f(x)=2有一解,
∴f(x)=-a有两解.由图知1<-a<2,即-2<a<-1.
二、多选题
7.函数f(x)=2x2-4ln x-3,则( )
A.f(x)在(,1)内有零点
B.f(x)在(0,)内有零点
C.f(x)在(1,)内有零点
D.f(x)在(e,e2)内有零点
AC 解析:作出函数y1=2x2-3和y2=4ln x的图象,如图所示,
由图象可知,f(x)最多有两个零点,因为f()=+4-3>0,f()=2e-2-3>0,f(1)=2-3<0,f(e)=2e2-4-3>0,f(e2)=2e4-8-3>0,所以f()f(1)<0,f(1)f()<0,由函数零点存在定理可知f(x)在(,1)内有零点,在(1,)内有零点.
8.设函数f(x)=则以下结论正确的为( )
A.f(x)为R上的增函数
B.f(x)有唯一零点x0,且1<x0<2
C.若f(m)=5,则m=33
D.f(x)的值域为R
BC 解析:作出f(x)的图象如图所示.由图可知A错误;对于B,由图象可知,f(x)有唯一零点x0,f(x)在(-∞,2]上单调递增,且f(1)<0,f(2)>0,B正确;对于C,当x≤2时,2x-3≤1,故log2(m-1)=5,解得m=33,C正确;对于D,f(x)的值域为(0,+∞)∪(-3,1],即(-3,+∞),D错误.故选BC.
三、填空题
9.已知函数f(x)=则f(x)的零点为________.
答案:-1和1 解析:令f(x)=0,得或解得x=1或x=-1,所以f(x)的零点为-1和1.
10.已知函数f(x)=|1-x2|+a,若f(x)有四个零点,则实数a的取值范围是__________.
答案:(-1,0) 解析:函数y=f(x)有四个零点,即y=-a与y=|1-x2|有四个交点,作出函数y=|1-x2|的图象如图,由图可知0<-a<1,即-1<a<0.
四、解答题
11.函数f(x)=x2+bx+c的两个零点为2,3.
(1)求b,c的值;
(2)若函数g(x)=f(x)+mx的两个零点分别在区间(1,2),(2,4)内,求实数m的取值范围.
解:(1)∵2,3为方程x2+bx+c=0的两根,
∴∴
(2)由(1)知f(x)=x2-5x+6.
∴g(x)=x2+(m-5)x+6,
依题意得解得-<m<0,
故实数m的取值范围是(-,0).
12.(2025·滁州期末)已知函数f(x)=,g(x)=f(x)-a.若g(x)存在2个零点,则a的取值范围是( )
A.(-1,0) B.[-1,0)
C.(0,1) D.(0,1]
D 解析:依题意,函数y=f(x)的图象与直线y=a有两个交点,作出函数图象如图所示,
由图可知,要使函数y=f(x)的图象与直线y=a有两个交点,则0<a≤1,故选D.
13.已知函数y=f(x)是定义在R上的偶函数,且f(x+1)=f(x-1),当x∈[0,1]时,f(x)=2x-1,则函数g(x)=f(x)-lg x的零点个数为( )
A.6 B.7
C.8 D.9
D 解析:由已知可得,f(x+2)=f(x),所以f(x)是周期为2的周期函数.又函数y=f(x)是定义在R上的偶函数,当x∈[0,1]时,f(x)=2x-1,根据已知,作出函数y=f(x)的图象,以及y=lg x的图象,
因为lg 10=1,lg 8<lg 9<1,由图象可知,y=f(x)与y=lg x共有9个交点,所以函数g(x)=f(x)-lg x的零点个数为9.
14.如图,一块电路板的线路AB之间有64个串联的焊接点(不含端点A,B),如果线路不通的原因是由于焊口脱落所致,要想检验出哪一处的焊口脱落,则至多需要检测________次.
答案:6 解析:第1次取中点把焊点数减半为=32,第2次取中点把焊点数减半为=16,…,第6次取中点把焊点数减半为=1,所以至多需要检测的次数是6.
15.(2025·苏州质检)函数f(x)满足以下条件:
①f(x)的定义域为R,其图象是一条连续不断的曲线;
②∀x∈R,f(x)=f(-x);
③当x1,x2∈(0,+∞)且x1≠x2时,>0;
④f(x)恰有两个零点,请写出函数f(x)的一个解析式________.
答案:f(x)=x2-1(答案不唯一) 解析:因为∀x∈R,f(x)=f(-x),所以f(x)是偶函数.因为当x1,x2∈(0,+∞)且x1≠x2时,>0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.因为f(x)恰有两个零点,所以f(x)图象与x轴只有2个交点,所以函数f(x)的一个解析式可以为f(x)=x2-1(答案不唯一).
16.已知函数f(x)=-x2-2x,g(x)=
(1)求g[f(1)]的值;
(2)若方程g[f(x)]-a=0有4个实数根,求实数a的取值范围.
解:(1)利用解析式直接求解得g[f(1)]=g(-3)=-3+1=-2.
(2)令f(x)=t,则原方程化为g(t)=a,易知方程f(x)=t在t∈(-∞,1)上有2个不同的根,
则原方程有4个根等价于函数y=g(t)(t<1)与y=a的图象有2个不同的交点,作出函数y=g(t)(t<1)的图象,如图所示,
由图象可知,当1≤a<时,函数y=g(t)(t<1)与y=a有2个不同的交点,故所求a的取值范围是[1,).
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