(新高考)高考数学一轮复习学案+巩固提升练习2.9《函数的零点与方程的解》(2份打包,原卷版+教师版)
展开1.理解函数的零点与方程的解的联系.
2.理解函数零点存在定理,并能简单应用.
3.了解用二分法求方程的近似解.
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f(x)=0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)有零点⇔函数y=f(x)的图象与x轴有公共点.
(3)函数零点存在定理
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线,且有f(a)f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的解.
2.二分法
对于在区间[a,b]上图象连续不断且f(a)f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把它的零点所在区间一分为二,使所得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做二分法.
思考辨析
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)函数的零点就是函数的图象与x轴的交点.( )
(2)连续函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,则f(a)·f(b)<0.( )
(3)函数y=f(x)为R上的单调函数,则f(x)有且仅有一个零点.( )
(4)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),若b2﹣4ac<0,则f(x)无零点.( )
教材改编题
1.(多选)已知函数f(x)的图象是连续不断的,且有如下对应值表:
在下列区间中,函数f(x)必有零点的区间为( )
A.(1,2) B.(2,3) C.(5,6) D.(5,7)
2.已知函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x2+x-2,x≤0,,-1+ln x,x>0,))则f(x)的零点为________.
3.方程2x+x=k在(1,2)内有解,则实数k的取值范围是________.
题型一 函数零点所在区间的判定
例1 (1)(多选)函数f(x)=ex﹣x﹣2在下列哪个区间内必有零点( )
A.(﹣2,﹣1) B.(﹣1,0) C.(0,1) D.(1,2)
(2)若aA.(a,b)和(b,c)内 B.(﹣∞,a)和(a,b)内
C.(b,c)和(c,+∞)内 D.(﹣∞,a)和(c,+∞)内
教师备选
设函数f(x)=eq \f(1,3)x﹣ln x,则函数y=f(x)( )
A.在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,e),1)),(1,e)内均有零点
B.在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,e),1)),(1,e)内均无零点
C.在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,e),1))内有零点,在区间(1,e)内无零点
D.在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,e),1))内无零点,在区间(1,e)内有零点
思维升华 确定函数零点所在区间的常用方法
(1)利用函数零点存在定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续,再看是否有f(a)·f(b)<0.若有,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点.
(2)数形结合法:通过画函数图象,观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断.
跟踪训练1 (1)利用二分法求方程lg3x=3﹣x的近似解,可以取的一个区间是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
(2)已知2题型二 函数零点个数的判定
例2 (1)若函数y=f(x)(x∈R)满足f(x+1)=﹣f(x),且x∈[﹣1,1]时,f(x)=1﹣x2,已知函数g(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(|lg x|,x>0,,ex,x<0,))则函数h(x)=f(x)﹣g(x)在区间[﹣6,6]内的零点个数为( )
A.14 B.13 C.12 D.11
(2)函数f(x)=eq \r(36-x2)·cs x的零点个数为______.
教师备选
函数f(x)=2x|lg2x|﹣1的零点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.4
思维升华 求解函数零点个数的基本方法
(1)直接法:令f(x)=0,方程有多少个解,则f(x)有多少个零点;
(2)定理法:利用定理时往往还要结合函数的单调性、奇偶性等;
(3)图象法:一般是把函数拆分为两个简单函数,依据两函数图象的交点个数得出函数的零点个数.
跟踪训练2
(1)函数f(x)是R上最小正周期为2的周期函数,当0≤x<2时f(x)=x2﹣x,则函数y=f(x)的图象在区间[﹣3,3]上与x轴的交点个数为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
(2)设定义域为R的函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(|lg x|,x>0,,-x2-2x,x≤0,))则关于x的函数y=2f2(x)﹣3f(x)+1的零点的个数为( )
A.3 B.7 C.5 D.6
题型三 函数零点的应用
命题点1 根据函数零点个数求参数
例3 已知函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(|x2+2x|,x≤0,,\f(1,x),x>0,))若关于x的方程f(x)﹣a(x+3)=0有四个不同的实根,则实数a的取值范围是( )
A.(﹣∞,4﹣2eq \r(3)) B.(4+2eq \r(3),+∞)
C.[0,4﹣2eq \r(3)] D.(0,4﹣2eq \r(3))
命题点2 根据函数零点范围求参数
例4 已知函数f(x)=3x﹣eq \f(1+ax,x).若存在x0∈(﹣∞,﹣1),使得f(x0)=0,则实数a的取值范围是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,\f(4,3))) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(4,3))) C.(﹣∞,0) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,3),+∞))
教师备选
1.函数f(x)=eq \f(x,x+2)﹣kx2有两个零点,则实数k的值为________.
2.若函数f(x)=(m﹣2)x2+mx+2m+1的两个零点分别在区间(﹣1,0)和区间(1,2)内,则m的取值范围是________.
思维升华 已知函数有零点求参数值或取值范围常用的方法和思路
(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围.
(2)分离参数法:将参数分离,转化成求函数值域的问题加以解决.
(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.
跟踪训练3
(1)(多选)设函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(|ln x|,x>0,,exx+1,x≤0.))若函数g(x)=f(x)﹣b有三个零点,则实数b可取的值可能是( )
A.0 B.eq \f(1,3) C.eq \f(1,2) D.1
(2)已知函数f(x)=lg2(x+1)﹣eq \f(1,x)+m在区间(1,3]上有零点,则m的取值范围为( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(5,3),0)) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,-\f(5,3)))∪(0,+∞)
C.eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(-∞,-\f(5,3)))∪(0,+∞) D.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(5,3),0))
课时精练
1.函数f(x)=x3﹣eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x﹣2的零点所在的区间为( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
2.设函数f(x)=4x3+x﹣8,用二分法求方程4x3+x﹣8=0近似解的过程中,计算得到f(1)<0,f(3)>0,则方程的近似解落在区间( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,\f(3,2))) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2),2)) C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(5,2))) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,2),3))
3.若函数f(x)=x2﹣ax+1在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),3))上有零点,则实数a的取值范围是( )
A.(2,+∞) B.[2,+∞) C.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(5,2))) D.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(10,3)))
4.若函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(lg4x-1,x>1,,-3x-m,x≤1))存在2个零点,则实数m的取值范围为( )
A.[﹣3,0) B.[﹣1,0) C.[0,1) D.[﹣3,+∞)
5.已知函数f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))x﹣lg2x,设0A.x0c C.x0
6.若偶函数f(x)(x∈R)满足f(x+2)=f(x)且x∈[0,1]时,f(x)=x,则方程f(x)=lg3|x|的根的个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.多于4
7.(多选)函数f(x)=sin x+2|sin x|,x∈[0,2π]的图象与直线y=k的交点个数可能是( )
A.1 B.2 C.4 D.6
8.(多选)在数学中,布劳威尔不动点定理可应用到有限维空间,并是构成一般不动点定理的基石,它得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔(),简单的讲就是对于满足一定条件的连续函数f(x),存在一个点x0,使得f(x0)=x0,那么我们称该函数为“不动点”函数,下列为“不动点”函数的是( )
A.f(x)=2x+x B.g(x)=x2﹣x﹣3
C.f(x)= SKIPIF 1 < 0 +1 D.f(x)=|lg2x|﹣1
9.若函数f(x)=x3+ax2+bx+c是奇函数,且有三个不同的零点,写出一个符合条件的函数:f(x)=________.
10.函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2x,x≥0,,-x2-2x+1,x<0,))若函数y=f(x)﹣m有三个不同的零点,则实数m的取值范围是________.
11.已知函数f(x)=|ln x|,若函数g(x)=f(x)﹣ax在区间(0,e2]上有三个零点,则实数a的取值范围是______________.
12.若x1是方程xex=1的解,x2是方程xln x=1的解,则x1x2=________.
13.已知函数f(x)=2x+x﹣1,g(x)=lg2x+x﹣1,h(x)=x3+x﹣1的零点分别为a,b,c,则a,b,c的大小为( )
A.c>b>a B.b>c>a C.c>a>b D.a>c>b
14.已知函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x+1,x≤0,,lg2x,x>0,))则函数y=f(f(x))的所有零点之和为________.
15.若关于x的方程eq \f(|x|,x+4)=kx2有四个不同的实数解,则k的取值范围为( )
A.(0,1) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4),1)) C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4),+∞)) D.(1,+∞)
16.已知M={α|f(α)=0},N={β|g(β)=0},若存在α∈M,β∈N,使得|α﹣β|
1
2
3
4
5
6
7
f(x)
﹣4
﹣2
1
4
2
﹣1
﹣3
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