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数学必修 第一册函数的零点与方程的解课堂检测
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题型一:求函数的零点
题型二:根据零点求函数解析式的参数
题型三:零点存在性定理的应用
题型四:根据零点所在区间求参数范围
题型五:根据零点的个数求参数范围
题型六:一次函数零点分布求参数范围
题型七:二次函数零点分布求参数范围
题型八:指对幂函数零点分布求参数范围
题型九: 函数与方程的综合应用
【知识点梳理】
知识点一:函数的零点
1、函数的零点
(1)一般地,如果函数在实数处的值等于零,即,则叫做这个函数的零点.
知识点诠释:
①函数的零点是一个实数,当函数的自变量取这个实数时,其函数值等于零;
②函数的零点也就是函数的图象与轴交点的横坐标;
③函数的零点就是方程的实数根.
归纳:方程有实数根函数的图象与轴有交点函数有零点.
(2)二次函数的零点
二次函数的零点个数,方程的实根个数见下表.
(3)二次函数零点的性质
①二次函数的图象是连续的,当它通过零点时(不是二重零点),函数值变号.
②相邻两个零点之间的所有的函数值保持同号.
引伸:对任意函数,只要它的图象是连续不间断的,上述性质同样成立.
2、函数零点的判定
(1)利用函数零点存在性的判定定理
如果函数在一个区间上的图象不间断,并且在它的两个端点处的函数值异号,即,则这个函数在这个区间上,至少有一个零点,即存在一点,使,这个也就是方程的根.
知识点诠释:
①满足上述条件,我们只能判定区间内有零点,但不能确定有几个.若函数在区间内单调,则只有一个;若不单调,则个数不确定.
②若函数在区间上有,在内也可能有零点,例如在上,在区间上就是这样的.故在内有零点,不一定有.
③若函数在区间上的图象不是连续不断的曲线,在内也可能是有零点,例如函数在上就是这样的.
(2)利用方程求解法
求函数的零点时,先考虑解方程,方程无实根则函数无零点,方程有实根则函数有零点.
(3)利用数形结合法
函数的零点就是方程的实数根,也就是函数的图象与的图象交点的横坐标.
【方法技巧与总结】
1、函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,,且具有单调性,则函数在区间内只有一个零点.
2、函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,函数在区间内有零点,且函数具有单调性,则
3、零点个数的判断方法
(1)直接法:直接求零点,令,如果能求出解,则有几个不同的解就有几个零点.
(2)定理法:利用零点存在定理,函数的图象在区间上是连续不断的曲线,且,
结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.
(3)数形结合法:
①单个函数图象:利用图象交点的个数,画出函数的图象,函数的图象与轴交点的个数就是函数的零点个数;
②两个函数图象:将函数拆成两个函数和的差,根据,则函数的零点个数就是函数和的图象的交点个数.
4、判断函数零点所在区间
(1)将区间端点代入函数求函数的值;
(2)将所得函数值相乘,并进行符号判断;
(3)若符号为正且在该区间内是递增或递减,则函数在该区间内无零点;若符号为负且函数图象连续,则函数在该区间内至少一个零点。
5、已知函数零点个数,求参数取值范围的方法
(1)直接法:利用零点存在的判定定理建立不等式;
(2)数形结合法:转化为两个函数图象的交点问题,再结合图象求参数的取值范围;
(3)分离参数法:分离参数后转化为求函数的值域问题.
【典型例题】
题型一:求函数的零点
例1.函数的零点为( )
A.10B.9C.(10,0)D.(9,0)
【答案】A
【解析】令,即,所以,因此x=10,所以函数的零点为10,故选:A.
例2.若是函数的一个零点,则的另一个零点为( )
A.1B.2C.(1,0)D.(2,0)
【答案】A
【解析】因为是函数的一个零点,所以,解得.
设另一个零点为,则,解得,所以的另一个零点为1.故选:A.
例3.若关于x的不等式的解集为,则关于函数,下列说法不正确的是( )
A.在上单调递减B.有2个零点,分别为1和3
C.在上单调递增D.最小值是
【答案】C
【解析】方程的两个根是1和3,则函数图象的对称轴方程是,是开口向上的抛物线,A正确;C错误;函数的两个零点是1和3,因此B正确;又,,,即,为最小值,D正确.故选:C.
变式1.若为奇函数,且是 的一个零点,则一定是下列哪个函数的零点( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】是奇函数,且是的一个零点,,,把分别代入下面四个选项,对于A,,故A正确;
对于B,不一定为0,故B不正确;
对于C,,故C不正确;
对于D,,故D不正确;故选:A.
【方法技巧与总结】
求函数的零点就是求相应方程的实数根,一般可以借助求根公式或因式分解等方法,求出方程的根,从而得到函数的零点.
题型二:根据零点求函数解析式的参数
例4.若满足,满足,则________ .
【答案】2
【解析】设,因为满足,满足,所以时函数与的交点横坐标,时函数与的交点横坐标,由于函数与互为反函数,其图象关于直线对称,所以两图象与直线的交点也关于对称,如图所示,又由,解得,所以,可得.
故答案为:.
例5.若正实数是方程的根,则___________.
【答案】
【解析】由题可得:,即,
令,则在上单调递增,,
∵正实数是方程的根,∴,即.
变式2.已知,若是函数的一个零点,是函数的一个零点,则的值为( )
A.1B.2021C.D.4016
【答案】B
【解析】因为是函数的一个零点,是函数的一个零点,
所以,,即,,
设函数与的交点为,则,,
设函数与的交点为,则,,
因为函数与函数互为反函数,所以其图象关于对称,
所以点关于对称,即,所以由得,即.
故选:B.
变式3.已知2是函数(为常数)的零点,且,则的值为 ( )
A.B.C.4D.3
【答案】C
【解析】因为2是函数(为常数)的零点,所以,得,所以,
因为,所以,得,故选:C
变式4.若实数,满足,,则( )
A.B.1C.D.2
【答案】D
【解析】由可得,所以是方程的解,即是与图象交点的横坐标,
由可得,所以是方程的解,即是与图象交点的横坐标,
在平面直角坐标系中分别作出,,的图象如图所示,因为与互为反函数,图象关于直线对称,而的图象也关于直线对称,所以两个交点,关于直线对称,所以,可得,故选:D
题型三:零点存在性定理的应用
例7.函数的零点所在区间是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】由在上单调递减,在上单调递增,所以函数在上单调递减,又,所以由零点存在定理可得函数在(3,4)之间存在零点,故选:C
例8.方程的根所在的区间是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】令,显然单调递增,又因为,,由零点存在性定理可知:的零点所在区间为,
所以的根所在区间为.故选:B
例9.函数的零点所在区间为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】因为与在定义域上单调递增,所以在定义域上单调递增,
又,,,即,所以的零点位于内;故选:C
变式5.在下列区间中,函数的一个零点所在的区间为( ).
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】由题意,函数,可得,所以,结合零点的存在定理,可得函数的一个零点所在的区间为.故选:B.
【方法技巧与总结】
解答这类判断函数零点的大致区间的选择题,只需用函数零点的存在性定理依次检验所提供的区间,即可得到答案.
题型四:根据零点所在区间求参数范围
例10.已知为幂函数,(,且)的图象过点.,若的零点所在区间为,那么( )
A.3B.2C.1D.0
【答案】C
【解析】为幂函数,,,的图象过点,
,,,故在上单调递增,由于(1),(2),故在区间上存在唯一零点,的零点所在区间为,,那么,故选:C.
例11.若函数在区间内存在零点,则实数的取值范围是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】函数在区间内存在零点,且函数在定义域内单调递增,由零点存在性定理知,即,解得所以实数的取值范围是故选:B
例12.若函数有三个零点0,1,,且(1,2),则a的取值范围是( )
A.(-2,0)B.(1,2)C.(2,3)D.(-3,-2)
【答案】D
【解析】因为函数有三个零点0,1,,所以,解得,
所以,所以,又(1,2),所以,解得,故选:D.
变式6.若函数在区间上有零点,则实数a的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】函数f(x)定义域是,因函数,在上都是单调递增的,
而,当时,在上单调递增,当时,在上单调递减,当时,无零点,于是得当时,函数在上连续且单调,
因函数在区间上有零点,则由零点存在定理有:,即,解得,所以实数a的取值范围是.故选:C
变式7.已知函数的零点在区间上,则( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】B
【解析】由题意,都在为增函数,故函数在为增函数,
又,,即,
则函数的零点在区间上,即2故选:B
变式9.已知函数,若a,b,c互不相等,且,则abc的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】根据已知画出函数图象:不妨设,(a)(b)(c),,
,解得,,.故选:B
题型五:根据零点的个数求参数范围
例13.已知函数若函数有2个零点,则实数的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】由题意,与有2个交点,当时,递增且值域为;当时,在上递减,上递增且值域为;所以的图像如下:
由图知:时,有2个零点.故选:A
例14.若函数有两个零点,则整数a的值共有( )
A.7个B.8个C.9个D.17个
【答案】A
【解析】因为方程在R上有且仅有一解,所以要使函数在R有两个零点,只需在R上有且仅有一个解,同时该解不能为.因为在R上值域为(0,+∞),因此要满足即有解,只需a>0.又因为在R上单调递增,因此当a>0时, 在R上有且仅有一个解.因为且a>0,所以整数a可以为1,2,3,4,5,6,7,8,9,其中当a=3或a=9时, .因此满足条件的a为1,2,4,5,6,7,8共7个.故选:A
例15.已知函数,若存在互不相等的实数,满足,则的取值范围是__________.
【答案】
【解析】作出函数的图象如图,
若存在互不相等的实数,满足,不妨设,如图示,则,
由于 ,令,则,故 ,则,即,
故答案为:
变式10.已知函数若关于x的方程有三个不同的实数根,则实数k的取值范围是________.
【答案】
【解析】作出函数的图像和直线,如图所示:
由图可知,当时,函数的图像和直线有三个交点,所以.
故答案为:或.
变式11.已知函数若方程有且仅有三个不等实根,则实数k的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】依据基本初等函数的图形变换,可画出的图像如图,
方程有且仅有三个不等实根,即函数与图像有三个交点,易得,故选:B.
变式13.若函数恰有个零点,则的取值范围是 ( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】因为时至多有一个零点,单调函数至多一个零点,而函数恰有个零点,所以需满足有1个零点,有1个零点,所以,解得,故选:D
【方法技巧与总结】
体现了函数与方程的互相转化,体现了数形结合思想的应用,它对于解决有更多限制条件的问题提供了一种新的途径.
题型六:一次函数零点分布求参数范围
例17.已知函数f(x)=ax-3(a>0,且a≠1),f(x0)=0,若x0∈(0,1),则实数a的取值范围是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,+)
【答案】D
【解析】因为函数f(x)=ax-3(a>0,且a≠1)单调,所以函数在区间(0,1)上至多有一个零点,
因为f(x0)=0,且x0∈(0,1),所以,解得,所以实数a的取值范围是(3,+),故选:D
例18.已知函数在区间上存在零点,则( )
A.B.C.或D.
【答案】C
【解析】∵在区间上单调且存在零点,
∴,∴或.故选:C
变式16.已知函数在区间上存在零点,则实数的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为函数为一次函数,要使其在区间上存在零点,要保证其两端点分别在轴的两侧,所以即,解得或,故选项.
变式17.已知且在内存在零点,则实数的取值范围是( )
A.B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,故即.而且在内存在零点,故即,解得,故选:A.
题型七:二次函数零点分布求参数范围
例19.已知函数,若在其定义域内存在实数满足,则称函数为“局部奇函数”,若函数是定义在上的“局部奇函数”,则实数的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】根据“局部奇函数”定义知:有解,即方程有解,
则有解;设,则(当且仅当时取等号),方程等价于在时有解,在时有解;在上单调递增,,,即实数的取值范围为.故选:B.
例20.若方程的两实根中一个小于,另一个大于,则的取值范围是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】由可得,令,由已知可得,解得,
故选:A.
例21.已知关于x的不等式(4x﹣3)2≤4ax2的解集中恰有三个整数,则实数a的取值范围是( )
A.[,3]B.(2,3]C.(2,]D.
【答案】D
【解析】由题意可知,a≥0,则不等式(4x﹣3)2≤4ax2可变形为(4x﹣3)2﹣4ax2≤0,
即,①当a=4时,不等式为﹣24x+9≤0,解得x≥,不符合题意;
②当a≠4时,不等式为关于x的一元二次不等式,
若,即a=0时,不等式的解集为{},不符合题意;
若,即0<a<4时,不等式的解集为,又,
所以如果恰有三个整数,只能是1,2,3,故,解得;
若,即a>4时,不等式的解集为或,
不会恰好有三个整数解,不符合题意.综上所述,实数a的取值范围为.故选:D.
变式18.若关于x的方程有两个不相等的实根、,且满足,则实数t的取值范围是( )
A.(2,5)B.
C.D.
【答案】B
【解析】令,且,所以只需满足且即可,即且,解得,故选:B.
变式19.已知实数,关于x的方程有两个实根,,且,则实数a,b,,的大小关系为( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】由,令,,则,
所以,为与x轴交点横坐标,且,将向下移动1个单位得到,且与x轴交点横坐标且,
所以.故选:C
变式21.已知函数的零点至少有一个大于0,则实数的取值范围为( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】①当时,由,得,符合题意.
②当时,由,得,此时,解得,符合题意;
由,得,此时设的两根分别为,,且,
若,则,,即,,符合题意,
若,则,,即,,符合题意.
综上,,即实数的取值范围为.故选:B
变式23.若函数在区间内恰有一个零点,则实数a的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】当时,,此时只有一个零点,零点为-1,不符合要求;
当时,函数为二次函数,,利用零点存在性定理和二次函数的图象性质得,解得.故选:D.
变式24.已知一元二次方程有两个实数根,,且,则m的值为( )
A.-4B.-5C.-6D.-7
【答案】A
【解析】因为元二次方程有两个实数根,,且,
令,则由题意可得,即解得,又,可得.
故选:A.
题型八:指对幂函数零点分布求参数范围
例22.已知函数的零点位于区间()内,则( )
A.1B.2
C.D.4
【答案】D
【解析】∵在定义域上单调递增,,,
∴,,且是唯一的,所以整数,∴.故选:D.
例23.已知函数的零点位于区间内,则整数( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】B
【解析】因为函数与在上均为增函数,所以函数在上为增函数,因为,,,所以函数的零点位于区间内,故.故选:B.
例24.已知函数,,的零点分别为,,,以下说法正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】由题设,,,,所以问题可转化为直线与,,
的图象的交点问题,函数图象如下.
由图知.故选:A.
变式25.设函数,若关于的函数恰好有六个零点,则实数的取值范围是_____________.
【答案】
【解析】作出函数的图象如图,
令,则当,方程有个不同的实数解,
则方程化为,
使关于的方程恰好有六个不同的实数解,
则方程在内有两个不同的实数根,令
所以,解得:,所以实数的取值范围为
故答案为
变式26.(2022·全国·高一专题练习)设依次表示函数的零点,则的大小关系为______.
【答案】
【解析】函数的零点,
即为方程的解,在坐标系中分别画出函数与的图象,如图所示,结合图象,可得.故答案为:.
题型九: 函数与方程的综合应用
例25.已知函数,若方程有4个不同的根,,,,且,则的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】作函数与的图像如下:
方程有4个不同的根,,,,且,
可知关于对称,即,且,
则,即,则即,则;
当得或,则;;故,;
则函数,在上为减函数,在上为增函数;故取得最小值为,而当时,函数值最大值为.即函数取值范围是.故选:D.
例26.设函数,若关于x的方程有四个实根,则的最小值为( )
A.B.C.10D.9
【答案】D
【解析】作函数的大致图象,如图所示:
当时,对称轴为,所以,关于的方程有四个实根,则,由,得或,则,
又,所以,
所以,所以,且,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,故的最小值为.故选:D.
例27.已知函数且时,,则的取值范围为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】作出图象如图所示
设,由图象可知:时有四个交点,可得即,解得;
∵关于对称,∴;又,则,∴,
∴,∵,∴,
即∴的取值范围为.故选:D.
变式27.已知函数,若互不相等,且,则的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】作出函数的图象,如图,
不妨设,则,得,由图可知,,,故.
故选:C
变式28.已知函数若关于x的方程有8个不同的实数根,则实数b的取值范围是( )
A. B.
C. D.[﹣5,﹣4]
【答案】B
【解析】作出函数f(x)的图象如图:设t=f(x),
由图象知当t>3时,t=f(x)有3个根;当1<t≤3时,t=f(x)有4个根;
当t=1时,t=f(x)有5个根;当0<t<1时,t=f(x)有6个根;
当t=0时,t=f(x)有3个根,当t<0时,t=f(x)有0个根,
方程f2(x)+bf(x)+4=0等价为t2+bt+4=0,
∵当t=0时,方程不成立,∴若方程f2(x)+bf(x)+4=0有8个不同的实数根,则
①等价为t2+bt+4=0有两个根,满足1<t1≤3,1<t2≤3,
②或者t2+bt+4=0有两个根,满足t1=1,t2>3,
由①等价为t2+bt+4=0有两个根,满足1<t1≤3,1<t2≤3,设h(x)=t2+bt+4,
则满足,即,得﹣≤b<﹣4,
由②t2+bt+4=0有两个根,满足t1=1,t2>3,则1+b+4=0,则b=﹣5,
此时由t2﹣5t+4=0得t=1或t=4,满足t2>3,综上所述,﹣≤b<﹣4或b=﹣5,故选:B.
变式29.已知函数,若方程有六个相异实根,则实数的取值范围( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】的图像如图所示:
则要使方程有六个相异实根即使在上有两个相异实根;
则解得:.故选:D.
变式31.已知函数,若关于的方程有个不同的实数根,则实数的取值范围为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】由题意得,则或.函数的图象如图所示,
因为关于的方程有个不同的实数根,
所以或,解得,所以实数的取值范围为.
故选:A
变式33.已知函数,若有四个不等实根,且,求的取值范围( )
A.(-∞,-3)B.(-3,+∞)
C.[-,-3)D.[-,-3]
【答案】C
【解析】作出函数和的图象如下图所示:
由于二次函数的图象关于直线对称,所以,,
由,得,即,
所以,,可得,
由图象知,当时,直线与函数的图象有四个交点,
所以,,即,即,
,得,由于函数在区间上为减函数,
.故选:C.
【同步练习】
一、单选题
1.已知关于的方程有两个实数根,并且这两个实数根的平方和比两个根的积大21.则实数的值是( )
A.17B.-1C.17或-1D.-17或1
【答案】B
【解析】设方程的两个实根分别为,则.
由方程的这两个实数根的平方和比两个根的积大21得:,
,解得:或,又方程有两个实数根,,得,.故选:B
2.在下列区间中,函数的零点所在的区间为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】由题意,因为,,由零点存在定理,故函数的零点所在的区间为 故选:C
3.若函数的零点为2,则函数的零点是( )
A.0,B.0,C.0,2D.2,
【答案】A
【解析】因为函数的零点为2,所以,∵,,∴,∴.令,得或.故选:A.
4.已知函数的零点为,不等式的最小整数解为k,则k=( )
A.8B.7C.5D.6
【答案】A
【解析】方法一:∵函数为R上的增函数,,,
∴函数的零点满足,∴,∴的最小整数解k=8.
方法二:已知函数的零点即为函数的图象与的图象交点的横坐标,
通过图象可看出函数的零点所在的区间为(1,2),
∴,
∴的最小整数解k=8.故选:A.
5.下列函数中,是偶函数且不存在零点的是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】对于A中,函数的对称轴为轴,故是偶函数,
令得,所以的零点为.不符合题意;
对于B中,函数的定义域为,不关于原点对称,故不是偶函数,不符合题意;
对于C中,函数的定义域为,不关于原点对称,故不是偶函数,不符合题意.
对于D中,函数,可得,所以函数为偶函数,
令,此时方程无解,所以函数无零点,不符合题意.故选:D.
6.已知函数,若且,则( )
A.B.C.D.随值变化
【答案】B
【解析】函数的图象如下图所示:
由图可知,函数的图象关于直线对称,又,
且,则.故选:B
7.已知,分别是方程,的根,则( )
A.1B.2C.D.
【答案】B
【解析】由题意可得是函数的图象与直线交点的横坐标,是函数图象与直线交点的横坐标,因为的图象与图象关于直线对称,而直线也关于直线对称,所以线段的中点就是直线与的交点,由,得,即线段的中点为,所以,得,故选:B
8.已知函数,,的零点分别为,,,则,,的大小顺序为( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】依题意令,即,同理可得,,则函数的零点转化为、、与的交点的横坐标,在平面直角坐标系上画出函数图象如下:
由图可得,,,即.故选:D
二、多选题
9.关于函数,下列描述正确的有( )
A.在区间上单调递增B. 的图象关于直线对称
C.若则D.有且仅有两个零点
【答案】ABD
【解析】根据图象变换作出函数的图象(,作出的图象,再作出其关于轴对称的图象,然后向右平移2个单位,最后把轴下方的部分关于轴翻折上去即可得),如图,由图象知在是单调递增,A正确,函数图象关于直线对称,B正确;
,直线与函数图象相交可能是4个交点,如图,如果最左边两个交点横坐标分别是,则不成立,C错误,与轴仅有两个公共点,即函数仅有两个零点,D正确.
故选:ABD.
10.若函数的图像在R上连续,且,,,则下列说法正确的是( )
A.函数在区间上有且只有1个零点
B.函数在区间上一定没有零点
C.函数在区间上可能有零点
D.函数在区间上至少有1个零点
【答案】CD
【解析】因为函数的图像在R上连续,且,,所以,所以函数在区间上至少有1个零点,故选项A错误,选项D正确;函数在区间上可能有零点,也可能无零点,故选项B错误,选项C正确.故选:CD.
12.函数有两个零点,且,下列说法错误的有( )
A.且B.且C.且D.
【答案】AC
【解析】令,则,∴函数的零点就是函数的图象与直线交点的横坐标.在同一平面直角坐标系中作出函数的图象与直线,
如图所示,数形结合可得且.所以A,C错误;B正确;
又的对称轴为,所以,故D正确.故选:AC.
三、填空题
13.已知函数,若在上单调递增,且有两个零点,则满足题意的一个实数的值可以为 ______.
【答案】(答案不唯一)
【解析】由于函数,若在上单调递增,则,故,由于,整理得,解得或,故满足的条件的取值范围为,故的值可以为:(答案不唯一).
故答案为:(答案不唯一).
14.已知函数的零点是和,则________.
【答案】
【解析】因为函数的零点是和,所以,解得,所以,
故答案为:.
15.若二次函数有且只有一个零点,则实数的值为_________.
【答案】【解析】因为二次函数有且只有一个零点,
所以,解得:.故答案为:
16.已知函数在区间上有零点,则的取值范围为___________.
【答案】【解析】函数在区间上有零点,即在有方程根,当时,,若,,在区间上没有零点,
若,,在区间上有零点,故满足题意;
当,即或时,在区间上有零点,
即在有方程根,根据韦达定理可知,两根互为倒数,
应有,即,解得,故答案为:.
四、解答题
18.已知函数 .
(1)若 ,求函数 的零点;
(2)探索是否存在实数 ,使得函数 为奇函数?若存在,求出实数 的值并证明;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)函数 的零点为1(2)存在;;证明见解析
【分析】⑴根据零点的定义求零点即可;
⑵根据奇函数定义域包含零,那么的性质求,再结合奇函数的定义去证明即可.
(1)当 时, ,
令 得,所以,解得 ,所以函数 的零点为1.
(2)假设存在实数,使得函数为奇函数,因为的定义域为,关于原点对称,
则,所以 ,此时 ,
又因为 ,所以此时为奇函数,满足题意.
故存在实数,使得函数为奇函数.
19.已知函数,且.
(1)求证:函数有两个不同的零点;
(2)设,是函数的两个不同的零点,求的取值范围.
【解析】(1)∵,∴.∴.
对于方程,,∴恒成立.
又,∴函数有两个不同的零点.
(2)由,是函数的两个不同的零点,得,是方程的两个根.
∴,.
∴.
∴的取值范围是.
21.已知函数是偶函数.当时,.
(1)求函数在上的解析式;
(2)若函数在区间上单调,求实数a的取值范围;
(3)已知,试讨论的零点个数,并求对应的m的取值范围.
【解析】(1)设,则∴
∵为偶函数∴
综上,有
(2)由(1)作出的图像如图:
因为函数在区间上具有单调性,由图可得或,解得或;
故实数的取值范围是或.
(3)由(1)作出的图像如图:
由图像可知:当时,有两个零点;当时,有四个零点;
当时,有六个零点;当时,有三个零点;当时,没有零点.判别式
方程的根
函数的零点
两个不相等的实根
两个零点
两个相等的实根
一个二重零点
无实根
无零点
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