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1、
高考數學精品復習資料
2019.5
第八節(jié) 函數與方程
[考綱傳真] (教師用書獨具)結合二次函數的圖像,了解函數的零點與方程根的聯系,判斷一元二次方程根的存在性與根的個數.
(對應學生用書第27頁)
[基礎知識填充]
1.函數的零點
(1)定義:函數y=f(x)的圖像與橫軸的交點的橫坐標稱為這個函數的零點.
(2)函數零點與方程根的關系:方程f(x)=0有實根?函數y=f(x)的圖像與x軸有交點?函數y=f(x)有零點.
(3)零點存在性定理
若函數y=f(x)在閉區(qū)間[a,b]上的圖像是連續(xù)曲線,并且
2、在區(qū)間端點的函數值符號相反,即f(a)f(b)<0,則在區(qū)間(a,b)內,函數y=f(x)至少有一個零點,即相應方程f(x)=0在區(qū)間(a,b)內至少有一個實數解.
(4)二分法:對于在區(qū)間[a,b]上連續(xù)不斷且f(a)f(b)<0的函數y=f(x),通過不斷地把函數f(x)的零點所在的區(qū)間一分為二,使區(qū)間的兩個端點逐步逼近零點,進而得到零點所似值的方法叫作二分法.
2.二次函數y=ax2+bx+c(a>0)的圖像與零點的關系
Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函數y=ax2+bx+c (a>0)的圖像
與x軸的交點
(x1,0),(x2,0)
(x
3、1,0)
無交點
零點個數
2
1
0
[知識拓展] 有關函數零點的結論
(1)若連續(xù)不斷的函數f(x)在定義域上是單調函數,則f(x)至多有一個零點.
(2)連續(xù)不斷的函數,其相鄰兩個零點之間的所有函數值保持同號.
(3)連續(xù)不斷的函數圖像通過零點時,函數值可能變號,也可能不變號.
[基本能力自測]
1.(思考辨析)判斷下列結論的正誤.(正確的打“√”,錯誤的打“”)
(1)函數的零點就是函數的圖像與x軸的交點.( )
(2)函數y=f(x)在區(qū)間(a,b)內有零點(函數圖像連續(xù)不斷),則f(a)f(b)<0.( )
(3)若函數f(x)在(a,b)上單調且f
4、(a)f(b)<0,則函數f(x)在[a,b]上有且只有一個零點.( )
(4)只要函數有零點,我們就可以用二分法求出零點的近似值.( )
(5)二次函數y=ax2+bx+c在b2-4ac<0時沒有零點.( )
[答案] (1) (2) (3) (4) (5)√
2.函數f(x)=ln x-的零點所在的區(qū)間是( )
A.(1,2) B.(2,3)
C.和(3,4) D.(4,+∞)
B [易知f(x)為增函數,由f(2)=ln 2-1<0,f(3)=ln 3->0,得f(2)f(3)<0.故選B.]
3.下列函數中,既是偶函數又存在零點的是( )
A.y=c
5、os x B.y=sin x
C.y=ln x D.y=x2+1
A [由于y=sin x是奇函數;y=ln x是非奇非偶函數,y=x2+1是偶函數但沒有零點,只有y=cos x是偶函數又有零點.]
4.(教材改編)函數f(x)=ex+3x的零點個數是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
B [∵f(-1)=-3<0,f(0)=1>0,
∴f(x)在(-1,0)內有零點,
又f(x)為增函數,∴函數f(x)有且只有一個零點.]
5.函數f(x)=ax+1-2a在區(qū)間(-1,1)上存在一個零點,則實數a的取值范圍是________.
[∵函數f(x)的
6、圖像為直線,
由題意可得f(-1)f(1)<0,
∴(-3a+1)(1-a)<0,解得<a<1,
∴實數a的取值范圍是.]
(對應學生用書第28頁)
判斷函數零點所在區(qū)間
(1)已知函數f(x)=ln x-的零點為x0,則x0所在的區(qū)間是( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
(2)(20xx北京東城區(qū)綜合練習(二))已知函數f(x)=ln x+2x-6的零點在(k∈Z)內,那么k=________.
(1)C (2)5 [(1)∵f(x)=ln x-在(0,+∞)上是增函數,
又f(1)=ln 1-=ln
7、1-2<0,
f(2)=ln 2-<0,
f(3)=ln 3->0,
∴x0∈(2,3),故選C.
(2)∵f′(x)=+2>0,x∈(0,+∞),∴f(x)在x∈(0,+∞)上單調遞增,且f=ln -1<0,f(3)=ln 3>0,∴f(x)的零點在內,則整數k=5.]
[規(guī)律方法] 判斷函數零點所在區(qū)間的方法
(1)解方程,當對應方程易解時,可通過解方程,看方程是否有根落在給定區(qū)間上來判斷.
(2)利用零點存在性定理進行判斷.
(3)數形結合畫出函數圖像,通過觀察圖像與x軸在給定區(qū)間內是否有交點來判斷.
[跟蹤訓練] (1)設f(x)=ln x+x-2,則函數f(x)的零
8、點所在的區(qū)間為( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
(2)函數f(x)=x2-3x-18在區(qū)間[1,8]上________(填“存在”或“不存在”)零點.
(1)B (2)存在 [(1)函數f(x)的零點所在的區(qū)間可轉化為函數g(x)=ln x,h(x)=-x+2圖像交點的橫坐標所在的取值范圍.作圖如下:
可知f(x)的零點所在的區(qū)間為(1,2).
(2)法一:∵f(1)=12-31-18=-20<0,
f(8)=82-38-18=22>0,
∴f(1)f(8)<0,
又f(x)=x2-3x-18,x∈[1,8]的圖像是連續(xù)的,
故f
9、(x)=x2-3x-18在x∈[1,8]上存在零點.
法二:令f(x)=0,得x2-3x-18=0,
∴(x-6)(x+3)=0.
∵x=6∈[1,8],x=-3?[1,8],
∴f(x)=x2-3x-18在x∈[1,8]上存在零點.]
判斷函數零點的個數
(1)函數f(x)=|x-2|-ln x在定義域內的零點的個數為( )
A.0 B.1
C.2 D.3
(2)(20xx秦皇島模擬)函數f(x)=的零點個數是________.
【導學號:79140061】
(1)C (2)3 [(1)由題意可知f(x)的定義域為(0,+∞).在同一直角坐標系中畫出函
10、數y=|x-2|(x>0),y=ln x(x>0)的圖像,如圖所示:
由圖可知函數f(x)在定義域內的零點個數為2.
(2)當x>0時,作函數y=ln x和y=x2-2x的圖像,
由圖知,當x>0時,f(x)有2個零點;
當x≤0時,由f(x)=0得x=-,
綜上,f(x)有3個零點.]
[規(guī)律方法] 判斷函數零點個數的三種方法
(1)解方程法:所對應方程f(x)=0有幾個不同的實數解就有幾個零點.
(2)零點存在性定理法:利用零點存在性定理并結合函數的性質進行判斷.
(3)數形結合法:轉化為兩個函數的圖像的交點個數問題.先畫出兩個函數的圖像,看其交點的個數,其中交點
11、的個數,就是函數零點的個數.
[跟蹤訓練] (1)函數f(x)=0.9x-x的零點個數是( )
A.0個 B.1個
C.2個 D.3個
(2)函數f(x)=2x|log0.5x|-1的零點個數為( )
A.1 B.2
C.3 D.4
(1)B (2)B [(1)因為f(x)=0.9x-x,則函數f(x)為減函數,值域為R,所以函數f(x)的圖像必與x軸有一個交點,即方程0.9x-x=0有一解.
(2)令f(x)=2x|log0.5x|-1=0,
可得|log0.5x|=.
設g(x)=|log0.5x|,h(x)=,在同一坐標系下分別畫出函數g(x),h(x)的圖像
12、,可以發(fā)現兩個函數圖像一定有2個交點,因此函數f(x)有2個零點.]
函數零點的應用
(1)設函數f(x)=ex+x-2,g(x)=ln x+x2-3.若實數a,b滿足f(a)=0,g(b)=0,則( )
A.g(a)<0<f(b) B.f(b)<0<g(a)
C.0<g(a)<f(b) D.f(b)<g(a)<0
(2)(20xx山東高考)已知函數f(x)=其中m>0.若存在實數b,使得關于x的方程f(x)=b有三個不同的根,則m的取值范圍是________.
(1)A (2)(3,+∞) [(1)∵f(x)=ex+x-2,
∴f′(x)=ex+1>0,
13、則f(x)在R上為增函數,
又f(0)=e0-2<0,f(1)=e-1>0,
且f(a)=0,∴0<a<1.
∵g(x)=ln x+x2-3,
∴g′(x)=+2x.
當x∈(0,+∞)時,g′(x)>0,
∴g(x)在(0,+∞)上為增函數,
又g(1)=ln 1-2=-2<0,g(2)=ln 2+1>0,且g(b)=0,∴1<b<2,∴a<b,
∴故選A.
(2)作出f(x)的圖像如圖所示.
當x>m時,x2-2mx+4m=(x-m)2+4m-m2,∴要使方程f(x)=b有三個不同的根,則有4m-m20.又m>0,解得m>3.]
[規(guī)律方法]
14、已知函數有零點求參數取值范圍常用的方法
(1)直接法:直接根據題設條件構建關于參數的不等式,再通過解不等式確定參數范圍.
(2)分離參數法:先將參數分離,轉化成求函數值域問題加以解決.
(3)數形結合法:先對解析式變形,在同一平面直角坐標系中,畫出函數的圖像,然后數形結合求解.
[跟蹤訓練] (1)已知函數f(x)=ex+x,g(x)=ln x+x,h(x)=ln x-1的零點依次為a,b,c,則( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.c<a<b D.b<a<c
(2)函數f(x)=2x--a的一個零點在區(qū)間(1,2)內,則實數a的取值范圍是( )
【導學號:79140062】
A.(1,3) B.(1,2)
C.(0,3) D.(0,2)
(1)A (2)C [(1)∵ea=-a,∴a<0,∵ln b=-b,且b>0,∴0<b<1,∵ln c=1,∴c=e>1,故選A.
(2)∵函數f(x)=2x--a在區(qū)間(1,2)上單調遞增,又函數f(x)=2x--a的一個零點在區(qū)間(1,2)內,則有f(1)f(2)<0,∴(-a)(4-1-a)<0,即a(a-3)<0,∴0<a<3.]