内容正文:
5.1 方程解的存在性及其近似解
1.已知函数则函数的零点为( )
A.,0 B.,0 C. D.0
2.在下列区间中,方程的实数解所在的区间为( )
A. B. C. D.
3.已知函数只有一个零点,不等式的解集为,则实数m的值为( )
A. B. C. D.1
4.若函数有两个零点,,且,则( )
A., B.,
C., D.,
5.已知函数的零点在区间内,且,则n的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.函数的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
7.已知函数若恰有3个零点,,(),则的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.若函数的一个正零点用二分法计算,零点附近函数值的参考数据如下:,,,,,,那么方程的一个近似解(精确度为0.1)为( )
A.1.2 B.1.3 C.1.4 D.1.5
9.(多选)若函数的图象在R上连续不断,且满足,,,则下列说法错误的是( )
A.在区间上一定有零点,在区间上一定没有零点
B.在区间上一定没有零点,在区间上一定有零点
C.在区间上一定有零点,在区间上可能有零点
D.在区间上可能有零点,在区间上一定有零点
10.(多选)已知定义域为R的函数在区间内恰有一个零点,则下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则或
11.(多选)设函数则下列说法正确的是( )
A.若函数在R上单调递增,则实数a的取值范围为
B.若函数有3个不同零点,则实数a的取值范围为
C.若函数有3个零点,,(),则的取值范围为
D.对任意,函数在上无最小值
12.用二分法研究函数在区间内的零点时,计算得,,,那么下一次应计算_________时的函数值.
13.已知函数则函数的零点个数为___________.
14.若有一个零点3,则函数的零点为__________.
15.已知函数.
(1)证明方程在区间内有实数解;
(2)使用二分法,取区间的中点三次,指出方程的实数解在哪个较小的区间内.
答案以及解析
1.答案:D
解析:当时,令,得;当时,令,得,舍去.综上所述,函数的零点为0.故选D.
2.答案:C
解析:由题意函数单调递增,且,,由零点存在定理可知方程的实数解所在的区间只能为.故选C.
3.答案:C
解析:函数只有一个零点,则.由不等式的解集为,得的解集为.
设方程的两根为,,由一元二次方程根与系数的关系得,,且,,则,整理得,.故选C.
4.答案:C
解析:函数的图象为的图象向下平移1个单位长度,
也可理解为的图象中坐标系的x轴上移1个单位长度,
则在新坐标系中得到的图象,
如图所示,结合图象易知.
5.答案:A
解析:因为函数的定义域为,且函数与函数均在上单调递增,
所以函数在上单调递增.
又,,即,所以由函数零点存在定理知,的零点所在的区间为,所以.故选A.
6.答案:C
解析:当时,,则函数在时的零点个数为函数与函数,的图象的交点个数,作出两个函数的图象如图所示.
由图可知,当时,函数的零点有2个.
当时,由可得或(舍去),
即当时,函数的零点有1个.
综上,函数的零点有3个.故选C.
7.答案:C
解析:由恰有3个零点,得方程有3个不同的实根,
即函数的图象与直线恰有3个交点.
画出函数的图象,如图所示,由图可知,,所以,所以.由,得,因为,所以,所以,即,即,所以.因此,,即.故选C.
8.答案:C
解析:因为,所以不必考虑端点1.6;因为,所以不必考虑端点1.25和1;
因为,,所以,所以函数在内有零点,
因为,所以满足精确度0.1,
所以方程的一个近似解(精确度为0.1)是区间内的任意一个值(包括端点值),结合选项知选C.
9.答案:ABD
解析:因为函数的图象在R上连续不断,且满足,,则,根据函数零点存在定理可知,函数在区间上一定有零点,因为,因此无法判断在区间上是否有零点,所以只有C判断正确,其他都不正确.故选ABD.
10.答案:ABD
解析:注意到,,对于A,若,则,其图象开口向下,故要使函数在区间内恰有一个零点,只需,即,解得,故A正确.对于B,若,则,,要使函数在区间内恰有一个零点,只需其图象开口向下且,即且,解得,故B正确.对于C,若,则,要使函数在区间内恰有一个零点,只需或解得或,故C错误.对于D,若,则,当时,函数的图象开口向下,要使函数在区间内恰有一个零点,只需,即,解得,即时满足题意;当时,由,得,满足题意;当时,要使函数在区间内恰有一个零点,只需或解得或.综上,当时,要使函数在区间内恰有一个零点,则或,故D正确.故选ABD.
11.答案:ABD
解析:对于A,要使函数在R上单调递增,则即所以,A正确.对于B,令,当时,可得,若函数有3个零点,则需有一个零点,则;当时,可得,若函数有3个零点,则有两个不等的小于1的实根,则满足得,所以若函数有3个不同零点,则实数a的取值范围是,B正确.对于C,由选项B可知可得,令,则在上单调递减,所以,即,即的取值范围是,C错误.对于D,当时,函数的图象开口向下,此时.当时,函数单调递增,所以.要使在上无最小值,则,即.当,即时,,得,当,即时,,得,综上,得,所以对任意,函数在上无最小值,D正确.
12.答案:0.75
解析:
13.答案:3
解析:函数的零点个数等价于函数的图象与直线的交点个数,
当时,单调递增,此时;当时,单调递减,此时;当时,单调递增,此时.作出函数的图象如图所示.
由图可知函数的图象与直线有3个交点,故函数有3个零点.
14.答案:和0
解析:因为的零点是3,所以,即,
也就是,所以,
所以方程的两个根为和0,即函数的零点为和0.
15.答案:(1)证明见解析
(2)在区间内
解析:(1)证明:因为函数在定义域上连续,
且,,所以,
由函数零点存在定理可得方程在区间内有实数解.
(2)取,得,由此可得,下一个有解区间为.
再取,
得,所以,下一个有解区间为.
再取,得,所以,下一个有解区间为.
综上所述,所求的实数解在区间内.
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