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第十讲 函数与方程第 - 1 - 页
一、基础知识梳理
1、函数的零点与方程的解
(1)函数零点的概念
对于一般函数y=f(x),我们把使 的实数x叫做函数y=f(x)的零点.
(2)函数零点与方程实数解的关系
方程f(x)=0有实数解⇔函数y=f(x)有 ⇔函数y=f(x)的图象与 有交点.
(3)零点存在定理
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有 ,那么函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,即存在x0∈(a,b),使得 ,这个x0也就是方程f(x)=0的根.
2、二分法
对于在区间上连续不断且 的函数,通过不断地把函数的零点所在的区间 ,使区间的两个端点逐步逼近 ,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.
【常用结论】
1.若函数f(x)的图象在x=x0处与x轴相切,则零点x0通常称为不变号零点.
2.若函数f(x)的图象在x=x0处与x轴相交,则零点x0通常称为变号零点.
3.若连续不断的函数f(x)是定义域上的单调函数,则f(x)至多有一个零点.
4.连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号.
5.连续不断的函数的图象通过一重零点时(与x轴不相切),函数值变号;通过二重零点时,函数值不变号.
二、典型例题
题型一 函数零点所在区间的判断
例1
(1)已知函数,则的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
(2)若函数的图象与函数的图象交点的横坐标所在的区间为,则整数k可能为( )
A. B.0 C.1 D.2
题型二 函数零点个数的判断
例2
(1)函数的零点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
(2)当时,曲线与的交点个数为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
题型三 根据函数零点个数求参数
例3
(1)设函数,,当时,曲线与恰有一个交点,则( )
A. B. C.1 D.2
(2)若函数在区间内恰有一个零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
三、课堂练习
1.方程的根所在区间是( )
A. B. C. D.
2.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.
3.已知函数,若函数有五个零点,则实数的取值范围是 .
4.设函数,且,求证:函数在内至少有一个零点.
四、课后作业
1.函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
2.函数在区间上的零点个数是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
3.曲线与交点个数是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
4.函数的一个零点在内,另一个零点在( )内.
A. B. C. D.
5.“”是“函数在区间上存在零点”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
6.已知正数a,b,c满足,则a,b,c大小关系是( )
A. B. C. D.
7.已知函数在R上没有零点,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(多选)已知是方程的实根,则下列各数为正数的是( )
A. B.
C. D.
9.(多选)下列函数在区间内存在唯一零点的是( )
A. B.
C. D.
10.已知函数在区间有零点,则的取值范围是 .
参考答案
1.C
【详解】由已知得为上的递增函数,
,,
,,
由零点存在定理可知,在区间内存在唯一零点.
2.A
【详解】求函数在区间上的零点个数,转化为方程在区间上的根的个数.由,得或,解得:或或,
所以函数在区间上的零点个数为3.
3.A
【详解】作出曲线与大致图象,可知,而,
由曲线与图象知,曲线与有个交点.
4.C
【详解】因为函数的一个零点在内,
所以,又因为函数在连续不断,根据零点存在性定理另一个零点在内.
5.A
【详解】因为在区间上存在两个零点,所以,解得或,
因为集合是集合或的真子集,
所以“”是“函数在上存在零点”的充分不必要条件.
6.B
【详解】记,
则a,b,c分别为函数的图象与图象交点的横坐标,
由图可知,.
7.A
【详解】设 ,的图象如图所示,
问题转化为与函数 的图象没有交点,所以或,解得或,
8.BC
【详解】因为是方程的实根,令,当时,,当时,,可得
对于A,因为,所以,则,A错误;
对于B,因为,所以,则,B正确;对于C,. 因为,所以,C正确;
对于D,因为,所以,则,D错误;
9.BCD
【详解】对于A,因为的解为或4,所以在区间内没有零点,故A错误;
对于B,因为在上为增函数,且,,
即,所以在区间内存在唯一零点,故B正确;
对于C,因为在R上为增函数,且,,即,
∴在区间内存在唯一零点,故C正确;
对于D,因为在上为减函数,
且,,即,
所以在区间内存在唯一零点,故D正确;
10.
【详解】令,当时,,当且仅当时取等,且,
所以若在区间有零点,只需与函数有交点即可,
所以的取值范围是.
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