内容正文:
第8节 函数与方程
1.下列图象表示的函数中能用二分法求零点的是( )
解析:C [A中函数没有零点,因此不能用二分法求零点;B中函数的图象不连续;D中函数在x轴下方没有图象.]
2.函数f(x)=的零点个数为( )
A.3 B.2
C.1 D.0
解析:B [当x≤0时,由f(x)=x2+2x-3=0,得x1=1(舍去),x2=-3;当x>0时,由f(x)=-2+ln x=0,得x=e2,所以函数f(x)的零点个数为2.]
3.函数f(x)=ex+2x-3的零点所在的一个区间是( )
A. B.
C. D.
解析:C [因为,f(1)=e-1>0,所以零点在区间上.]
4.(多选题)下列函数中,在(-1,1)内有零点且单调递增的是( )
解析:BD [y=的定义域为(0,+∞)且为减函数,y=2x-1在(-1,1)上有零点且为增函数,y=x2-在(-1,1)上不单调,y=x3在(-1,1)上有零点且为增函数.]
5.(多选题)(2025·河南新乡二模)关于函数f(x)=(e为自然对数的底数)的零点,下列说法中正确的是( )
A.若k=0,则f(x)没有零点
B.函数f(x)可能有三个零点
C.函数f(x)仅有一个零点的充要条件是k<-1
D.函数f(x)有两个零点的充要条件是k>e或-1≤k<0
解析:AD [已知函数f(x)=
若k=0,则f(x)=当x≤0时,f(x)∈(0,1];当x>0时,f(x)<0,则f(x)没有零点,所以A正确;
若k<0,则当x≤0时,令f(x)=ex+k=0,得k=-ex,所以-1≤k<0,则f(x)在(-∞,0]上存在一个零点.当k<-1时,f(x)在(-∞,0]上没有零点.当x>0时,f′(x)=-1<0,f(x)单调递减,当x→0+时,f(x)>0,当x→+∞时,f(x)<0,所以当k<0时,f(x)在(0,+∞)上有一个零点.所以,当k<-1时,f(x)只有一个零点,当-1≤k<0时,f(x)有两个零点.
若k>0,则当x≤0时,f(x)=ex+k>0,无零点.当x>0时,f′(x)=-1=,当0<x<k时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x>k时,f′(x)<0,f(x)单调递减,则f(x)max=f(k)=kln k-k=k(ln k-1).
又当x→0+时,f(x)<0,当x→+∞时,f(x)<0,当k=e时,f(x)max=k(ln k-1)=0,f(x)仅有一个零点;当0<k<e时,f(x)max=k(ln k-1)<0,f(x)没有零点;当k>e时,f(x)max=k(ln k-1)>0,f(x)存在两个零点,所以当k>e时,f(x)有两个零点,当k=e时,f(x)有一个零点,当0<k<e时,f(x)没有零点,所以B,C不正确,D正确.]
6.函数f(x)=则函数y=f[f(x)]+1的所有零点所构成的集合为______.
解析:由题意知f[f(x)]=-1,
由f[f(x)]=
得函数y=f[f(x)]+1的零点就是使f(x)=-2或f(x)=的x值,
解f(x)=-2,得x=-3或x=;
解f(x)=,得x=-或x=,
从而函数y=f[f(x)]+1的零点构成的集合为.
答案:.
7.(2025·郑州质检)请写出同时满足下面三个条件的一个函数解析式f(x)=________.
①f(1-x)=f(1+x);②f(x)至少有两个零点;
③f(x)有最小值.
解析:性质①说明函数图象关于x=1轴对称,我们首先想到的应该就是二次函数y=x2-2x+c,然后对照②③进行修正,②说明Δ>0,③要求二次函数开口向上,因此y=x2-2x+c是正确的,只需要对c进行赋值使其满足题目要求即可,c可以是小于1的任何一个数,c=0最简单,相比其他结果,这个答案相对来说是用时最短的.
答案:x2-2x(答案不唯一)
8.(双空填空题)设函数f(x)=
,则f(f(e))=__________,函数y=f(x)-1的零点为________.
解析:因为f(x)=,
所以f(e)=ln e=1,
f(f(e))=f(1)=tan 0=0,
若0<x≤1,f(x)=1⇒tan=1,方程无解;
若x>1,f(x)=1⇒ln x=1⇒x=e.
答案:0 e
9.设函数f(x)=ax2+bx+b-1(a≠0).
(1)当a=1,b=-2时,求函数f(x)的零点;
(2)若对任意b∈R,函数f(x)恒有两个不同零点,求实数a的取值范围.
解:(1)当a=1,b=-2时,f(x)=x2-2x-3,
令f(x)=0,得x=3或x=-1.
∴函数f(x)的零点为3或-1.
(2)依题意,f(x)=ax2+bx+b-1=0有两个不同实根,∴b2-4a(b-1)>0恒成立,
即对于任意b∈R,b2-4ab+4a>0恒成立,
所以有(-4a)2-4×(4a)<0⇒a2-a<0,解得0<a<1,因此实数a的取值范围是(0,1).
10.设函数f(x)=(x>0).
(1)作出函数f(x)的图象;
(2)当0<a<b且f(a)=f(b)时,求+的值;
(3)若方程f(x)=m有两个不相等的正根,求m的取值范围.
解:(1)如图所示.
(2)∵f(x)==
故f(x)在(0,1]上是减函数,而在(1,+∞)上是增函数.
由0<a<b且f(a)=f(b),得0<a<1<b且-1=1-,∴+=2.
(3)由函数f(x)的图象可知,当0<m<1时,方程f(x)=m有两个不相等的正根,故m的取值范围是(0,1).
学科网(北京)股份有限公司
$