内容正文:
福建省学业水平合格性考试数学复习
第九讲 函数的零点与方程
【知识点】
1.函数零点的概念:函数y=f(x)的图像与横轴的交点的横坐标称为这个函数的零点.函数零点的几种等价说法:
(1)方程f(x)=0的实数根叫作函数f(x)的零点.
(2)若y=f(x)=g(x)-h(x),则函数f(x)的零点可看成函数g(x)与函数h(x)交点的横坐标.
2.函数零点存在性的判定:若函数y=f(x)在闭区间[a,b]上的图像是连续曲线,并且在区间端点的函数值符号相反,即f(a)·f(b)<0,则在区间(a,b)内,函数y=f(x)至少有一个零点,即相应的方程f(x)=0在(a,b)内至少有一个实数解.注意以下几点:
(1)该判定方法只是用于判定方程实数解的存在性,不能判断具体有多少个实数解.
(2)逆命题不成立.
3.二分法:对于在区间[a,b]上连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数的零点所在区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫二分法.利用二分法求零点近似值的步骤(给定精确度ε):
第一步:确定区间[a,b],验证f(a)·f(b)<0;
第二步:求区间(a,b)的中点x1,
第三步:计算f(x1).
(1)若f(x1)=0,则x1就是函数的零点;
(2)若f(a)·f(x1)<0,则令b=x1[此时零点x0∈(a,x1)].
(3)若f(x1)·f(b)<0,则令a=x1[此时零点x0∈(x1,b)].
第四步:判断是否达到精确度ε:即若|a-b|<ε,则得到零点近似值a(或b),否则重复第二至四步.
例1.用二分法求方程的近似解,求得函数的部分函数值数据如下:,,,,则方程的一个近似根x所在区间为( B )
A. B. C. D.
例2.(多选题)已知函数,以下关于的零点的说法,正确的是( CD )
A.的零点是的图像与轴的交点;
B.的零点等价于函数与的交点;
C.的零点等价于函数与的交点的横坐标值;
D.的零点等价于函数与的交点的横坐标值.
例3.方程的解所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,可知函数在上单调递增,
又,,则,所以零点所在区间为,
故方程的解所在的区间为.故选:B.
例4.以下关于的零点的说法,正确的是( )
A.若,则函数在区间上有零点;
B.若函数在区间上有零点,则;
C.若是单调函数,则函数必有一个零点;
D.若函数在区间上的图像是连续不断的一条曲线,且,则函数在区间上有零点.
例5.已知函数,
(1)的零点为 0或2 ;
(2)若函数有3个零点,则的取值范围是 ;
【作业】
一、选择题
1.如图为函数f(x)在[-4,4]上的图象,则函数的零点个数为( C )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.函数f(x)=x+的零点个数为( A )
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:函数f(x)的定义域为{x|x≠0},当x>0时,f(x)>0;当x<0时,f(x)<0,所以函数没有零点,故选A.
3.函数y=x2+6x+8的零点是( B )
A., B., C.1,2 D.不存在
答案 B
4.函数的函数零点个数是( B )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.函数的零点所在的一个区间是( B )
A.(1,2) B.(2,3) C.(3,4) D.(4,5)
【答案】B
【解析】函数在是连续不断的,
由,,
所以函数的零点所在的一个区间是.故选:B.
6.若函数在区间[1,1.5]内的一个零点附近函数值用二分法逐次计算,列表如下:
x
1
1.5
1.25
1.375
1.3125
f(x)
-1
0.875
-0.2969
0.2246
-0.05151
那么方程的一个近似根(精确度为0.1)可以为( B )
A.1.3 B.1.32 C.1.4375 D.1.25
6.B
【分析】由零点存在性定理和二分法求解近似根.
【详解】由,,且为连续函数,由零点存在性定理知:区间内存在零点,故方程的一个近似根可以为1.32,B选项正确,其他选项均不可.
故选:B
7.(2022·广东·深圳市龙华高级中学教育集团高一阶段练习)已知函数,若实数,则方程的解的个数为( )
A.0或1 B.1或2
C.1或3 D.2或3
【答案】D
【分析】根据分段函数作出函数的图象,利用数形结合即得.
【解析】由,得,
故函数的图象与交点的个数即为方程的解的个数,
作出函数的图象,
由图可知当时,方程的解的个数为2个,
当时,方程的解的个数为3个,
所以方程的解的个数为2或3.
故选:D.
二、填空题
8.若函数的零点是1,则=___________.
【答案】1
【详解】
依题意得f(1)=0,即a+1-2a=0,解得a=1.
故答案为:1
9.(2022·上海市)函数的零点是______.
【答案】
【解析】令,解得,所以的零点是,故答案为:
10(2021·全国·课时练习)函数的零点为________.
【答案】
【解析】当时,令,解得;当时,令,解得(舍去),
所以函数存在零点,且零点为.故答案为:1.
三、解答题
11.设二次函数.
(1)若该二次函数无零点,求实数a的取值范围;
(2)若该二次函数有两个零点都是正数,求实数a的取值范围;
解:的零点等价于方程的根
(1)若该二次函数无零点,则无根,
则,即
即,解得
(2)若该二次函数有两个零点都是正数,记两个零点分别为,
则,即(注:判别式即韦达定理)
解得,解得.
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第九讲 函数的零点与方程
【知识点】
1.函数零点的概念:函数y=f(x)的图像与横轴的交点的横坐标称为这个函数的零点.函数零点的几种等价说法:
(1)方程f(x)=0的实数根叫作函数f(x)的零点.
(2)若y=f(x)=g(x)-h(x),则函数f(x)的零点可看成函数g(x)与函数h(x)交点的横坐标.
2.函数零点存在性的判定:若函数y=f(x)在闭区间[a,b]上的图像是连续曲线,并且在区间端点的函数值符号相反,即f(a)·f(b)<0,则在区间(a,b)内,函数y=f(x)至少有一个零点,即相应的方程f(x)=0在(a,b)内至少有一个实数解.注意以下几点:
(1)该判定方法只是用于判定方程实数解的存在性,不能判断具体有多少个实数解.
(2)逆命题不成立.
3.二分法:对于在区间[a,b]上连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数的零点所在区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫二分法.利用二分法求零点近似值的步骤(给定精确度ε):
第一步:确定区间[a,b],验证f(a)·f(b)<0;
第二步:求区间(a,b)的中点x1,
第三步:计算f(x1).
(1)若f(x1)=0,则x1就是函数的零点;
(2)若f(a)·f(x1)<0,则令b=x1[此时零点x0∈(a,x1)].
(3)若f(x1)·f(b)<0,则令a=x1[此时零点x0∈(x1,b)].
第四步:判断是否达到精确度ε:即若|a-b|<ε,则得到零点近似值a(或b),否则重复第二至四步.
【例题】
例1.用二分法求方程的近似解,求得函数的部分函数值数据如下:,,,,则方程的一个近似根x所在区间为( )
A. B.
C. D.
例2.(多选题)已知函数,以下关于的零点的说法,正确的是( )
A.的零点是的图像与轴的交点;
B.的零点等价于函数与的交点;
C.的零点等价于函数与的交点的横坐标值;
D.的零点等价于函数与的交点的横坐标值.
例3.方程的解所在的区间为( )
A. B. C. D.
例4.以下关于的零点的说法,正确的是( )
A.若,则函数在区间上有零点;
B.若函数在区间上有零点,则;
C.若是单调函数,则函数必有一个零点;
D.若函数在区间上的图像是连续不断的一条曲线,且,则函数在区间上有零点.
例5.已知函数,
(1)的零点为 ;
(2)若函数有3个零点,则的取值范围是 ;
【作业】
一、选择题
1.如图为函数f(x)在[-4,4]上的图象,则函数的零点个数为( C )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.函数f(x)=x+的零点个数为( A )
A.0 B.1 C.2 D.3
3.函数y=x2+6x+8的零点是( B )
A., B., C.1,2 D.不存在
4.函数的函数零点个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.函数的零点所在的一个区间是( )
A.(1,2) B.(2,3) C.(3,4) D.(4,5)
6.若函数在区间[1,1.5]内的一个零点附近函数值用二分法逐次计算,列表如下:
x
1
1.5
1.25
1.375
1.3125
f(x)
-1
0.875
-0.2969
0.2246
-0.05151
那么方程的一个近似根(精确度为0.1)可以为( )
A.1.3 B.1.32 C.1.4375 D.1.25
7.已知函数,若实数,则方程的根的个数为( )
A.0或1 B.1或2
C.1或3 D.2或3
二、填空题
8.若函数的零点是1,则=___________.
9.函数的零点是______.
10.函数的零点为________.
三、解答题
11.设二次函数.
(1)若该二次函数无零点,求实数a的取值范围;
(2)若该二次函数有两个零点都是正数,求实数a的取值范围.
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