内容正文:
1.1 利用函数性质判定方程解的存在性
一、基础巩固
1.函数f(x)=2x2-4x-3的零点有( )
A.0个 B.1个
C.2个 D.不能确定
2.(2025高一上·温州期末) 对于函数,则不存在零点的区间是( )
A. (-1,0) B. (0,1)
C. (1,3) D. (3,5)
3.(多选)下列图象对应的函数中有零点的是( )
A. B.
C. D.
4. 函数的零点所在区间为( )
A. B.
C. D.
5.已知函数f(x)的图象是连续不断的,有如下的x, f(x)的对应值表
x
1
2
3
4
5
6
7
f(x)
136.136
15.552
-3.92
10.88
-52.488
-232.064
11.238
由表可知函数f(x)的零点至少有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
6.(多选)下列关于方程x3+x2-2x-1=0的说法正确的是( )
A.在(-2,-1)内有实数根
B.在(-1,0)内有实数根
C.在(1,2)内有实数根
D.在(-∞,+∞)内没有实数根
7.若函数f(x)=x2-ax-b的两个零点是2和3,则函数g(x)=bx2-ax-1的零点是 .
8.设x0是方程log2x+2x=4的解,且x0∈(k,k+1),k∈Z,则k= .
9.函数f(x)=x-ln(x+1)-1的零点个数是 .
10.求下列函数的零点:
(1)f(x)=;
(2)f(x)=x2+2x+4;
(3)f(x)=2x-3;
(4)f(x)=1-log3x.
二、综合运用
11.(多选)已知函数f(x)=-log2x,0<a<b<c,f(a)·f(b)·f(c)<0,实数d是函数f(x)的一个零点,给出下列四个判断,其中可能成立的是( )
A.0<d<a B.c>d>b
C.d>c D.a<d<c
12.已知f(x)是定义域为R的奇函数,且在(0,+∞)内的零点有1 012个,则f(x)的零点的个数为 .
13.函数f(x)=x2+ax+b的零点是-1和2,判断函数g(x)=ax3+bx+4的零点所在的大致区间.
三、拓展提高
14.已知二次函数f(x)的图象过点(0,3),它的图象的对称轴为x=2,且函数f(x)的两个零点的平方和为10,求f(x)的解析式.
1.1 利用函数性质判定方程解的存在性
一、基础巩固
1.函数f(x)=2x2-4x-3的零点有( )
A.0个 B.1个
C.2个 D.不能确定
答案 C
解析 由f(x)=0,即2x2-4x-3=0,
因为Δ=(-4)2-4×2×(-3)=40>0,
所以方程2x2-4x-3=0有两个根,即f(x)有两个零点.
2.(2025高一上·温州期末) 对于函数,则不存在零点的区间是( )
A. (-1,0) B. (0,1)
C. (1,3) D. (3,5)
答案 B
解析 对于A,因为,所以在上存在零点,故A错误;
对于B,当时,,所以,则在上无零点,故B正确;
对于C,因为,所以在上存在零点,故C错误;
对于D,因为,所以在上存在零点,故D错误.
故答案为:B.
3.(多选)下列图象对应的函数中有零点的是( )
A.
B.
C.
D.
答案 BCD
解析 因为函数的零点即函数图象与x轴交点的横坐标,
因此,若函数图象与x轴没有交点,则函数没有零点.
观察四个图象,可知A中的图象对应的函数没有零点,B,C,D有零点.
4. 函数的零点所在区间为( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析:由函数单调性的性质可知,函数是实数集上的增函数,
因为,,
所以函数的零点所在区间为.
故答案为:A.
5.已知函数f(x)的图象是连续不断的,有如下的x,f(x)的对应值表
x
1
2
3
4
5
6
7
f(x)
136.136
15.552
-3.92
10.88
-52.488
-232.064
11.238
由表可知函数f(x)的零点至少有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
答案 D
解析 ∵f(2)·f(3)<0,f(3)·f(4)<0,
f(4)·f(5)<0,f(6)·f(7)<0,
∴函数f(x)至少有4个零点,故选D.
6.(多选)下列关于方程x3+x2-2x-1=0的说法正确的是( )
A.在(-2,-1)内有实数根
B.在(-1,0)内有实数根
C.在(1,2)内有实数根
D.在(-∞,+∞)内没有实数根
答案 ABC
解析 设f(x)=x3+x2-2x-1,
则f(-2)<0,f(-1)>0,f(0)<0,f(1)<0,f(2)>0,
根据函数零点存在定理可知,f(x)在(-2,-1),(-1,0),(1,2)内都有零点,即方程x3+x2-2x-1=0在上述区间内都有实数根.
7.若函数f(x)=x2-ax-b的两个零点是2和3,则函数g(x)=bx2-ax-1的零点是 .
答案 -,-
解析 函数f(x)=x2-ax-b的零点是2和3,
由函数的零点与方程的根的关系,
知方程x2-ax-b=0的两根为2和3,
再由根与系数的关系得
a=2+3=5,-b=2×3=6,
即b=-6,所以g(x)=-6x2-5x-1,
令g(x)=0,解得g(x)的零点为-,-.
8.设x0是方程log2x+2x=4的解,且x0∈(k,k+1),k∈Z,则k= .
答案 1
解析 令f(x)=log2x+2x-4,
f(x)在(0,+∞)上单调递增,
∵f(1)=-2<0,f(2)=1>0,
∴f(x)在(1,2)内有唯一零点,故x0∈(1,2),
∴k=1.
9.函数f(x)=x-ln(x+1)-1的零点个数是 .
答案 2
解析 函数f(x)=x-ln(x+1)-1的零点个数,即为函数y=ln(x+1)(x>-1)与y=x-1(x>-1)图象的交点个数.
在同一平面直角坐标系内分别作出函数y=ln(x+1)与y=x-1的图象,如图,
由图可知函数f(x)=x-ln(x+1)-1的零点个数是2.
10.求下列函数的零点:
(1)f(x)=;
(2)f(x)=x2+2x+4;
(3)f(x)=2x-3;
(4)f(x)=1-log3x.
解 (1)令=0,解得x=-3,
所以函数f(x)=的零点是-3.
(2)令x2+2x+4=0,
由于Δ=22-4×4=-12<0,
所以方程x2+2x+4=0无解,
所以函数f(x)=x2+2x+4不存在零点.
(3)令2x-3=0,解得x=log23,
所以函数f(x)=2x-3的零点是log23.
(4)令1-log3x=0,解得x=3,所以函数f(x)=1-log3x的零点是3.
二、综合运用
11.(多选)已知函数f(x)=-log2x,0<a<b<c,f(a)·f(b)·f(c)<0,实数d是函数f(x)的一个零点,给出下列四个判断,其中可能成立的是( )
A.0<d<a B.c>d>b
C.d>c D.a<d<c
答案 ABD
解析 由于y=在(0,+∞)上单调递减,y=log2x在(0,+∞)上单调递增,可得f(x)=-log2x在定义域(0,+∞)上单调递减,
故当0<a<b<c时,f(a)>f(b)>f(c),
又因为f(a)·f(b)·f(c)<0,f(d)=0,
所以①当f(a),f(b),f(c)都为负值时,则a,b,c都大于d,
②当f(a)>0,f(b)>0,f(c)<0时,则a,b都小于d,c大于d.
综合①②可得d>c不可能成立.故选ABD.
12.已知f(x)是定义域为R的奇函数,且在(0,+∞)内的零点有1 012个,则f(x)的零点的个数为 .
答案 2 025
解析 ∵f(x)为奇函数,
且在(0,+∞)内有1 012个零点,
∴在(一∞,0)内也有1 012个零点.
又f(0)=0,∴共有1 012×2+1=2 025(个)零点.
13.函数f(x)=x2+ax+b的零点是-1和2,判断函数g(x)=ax3+bx+4的零点所在的大致区间.
解 ∵-1和2是函数f(x)=x2+ax+b的零点,
∴-1和2是x2+ax+b=0的两个实数解,
∴-1+2=-a,-1×2=b,
即a=-1,b=-2.
∴g(x)=-x3-2x+4.
∵g(1)=1,g(2)=-8,g(1)g(2)<0,
∴y=g(x)在区间(1,2)内有零点.
又∵y=g(x)在R上是单调函数,∴y=g(x)只有一个零点.
综上可知,函数g(x)的零点所在的大致区间为(1,2).
三、拓展提高
14.已知二次函数f(x)的图象过点(0,3),它的图象的对称轴为x=2,且函数f(x)的两个零点的平方和为10,求f(x)的解析式.
解 设函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的两个零点分别为x1,x2,
则x1+x2=-,x1x2=.
∵f(0)=3,∴c=3.
又∵-=2,
∴-=4.
∴+=(x1+x2)2-2x1x2
=-=16-=10,
∴a=1,b=-4.
∴f(x)=x2-4x+3.
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