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文檔簡介
第八講函數(shù)與方程課標(biāo)要求考情分析1.結(jié)合學(xué)過的函數(shù)圖象,了解函數(shù)零點與方程解的關(guān)系.2.結(jié)合具體連續(xù)函數(shù)及其圖象的特點,了解函數(shù)零點存在定理,探索用二分法求方程近似解的思路并會畫程序框圖,能借助計算工具用二分法求方程近似解,了解用二分法求方程近似解具有一般性1.利用函數(shù)零點存在定理或函數(shù)的圖象,判斷零點個數(shù)或求相關(guān)參數(shù)的范圍,是高考的熱點.2.本考點在高考中的??碱}型為選擇題,分值為5分,中、高等難度1.函數(shù)的零點(1)零點的定義:對于一般函數(shù)y=f(x),我們把使f(x)=0的實數(shù)x叫做函數(shù)y=f(x)的零點.(2)零點的幾個等價關(guān)系:方程f(x)=0有實數(shù)解?函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸有公共點?函數(shù)y=f(x)有零點.
[注意]函數(shù)的零點不是函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸的交點,而是函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸交點的橫坐標(biāo),也就是說函數(shù)的零點不是一個點,而是一個實數(shù).2.函數(shù)零點存在定理
如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖象是一條連續(xù)不斷的曲線,且有f(a)f(b)<0,那么,函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)至少有一個零點,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,這個c也就是方程f(x)=0的解.
[注意]函數(shù)零點存在定理只能判斷函數(shù)在某個區(qū)間上的變號零點,而不能判斷函數(shù)的不變號零點,而連續(xù)函數(shù)在一個區(qū)間的端點處的函數(shù)值異號是這個函數(shù)在這個區(qū)間上存在零點的充分不必要條件.考點一函數(shù)零點所在區(qū)間的判定[例1](1)函數(shù)f(x)=lnx-
2x-1的零點所在的區(qū)間是()A.(1,2)C.(3,4)
B.(2,3)D.(4,5)解析:函數(shù)f(x)=lnx-
2x-1在(1,+∞)上單調(diào)遞增,且在(1,+∞)上連續(xù).因為f(2)=ln2-2<0,f(3)=ln3-1>0,所以f(2)f(3)<0,所以函數(shù)f(x)的零點所在的區(qū)間是(2,3).答案:B答案:(1,2)【題后反思】判斷函數(shù)零點所在區(qū)間的方法(1)解方程法,當(dāng)對應(yīng)方程易解時,可直接解方程.(2)根據(jù)“零點存在性定理”判斷.
(3)數(shù)形結(jié)合法,畫出相應(yīng)函數(shù)的圖象,觀察圖象與x軸的交點情況來判斷,或轉(zhuǎn)化為兩個函數(shù)的圖象在所給區(qū)間上是否有交點來判斷.【變式訓(xùn)練】1.若a<b<c,則函數(shù)f(x)=(x-a)(x-b)+(x-b)(x-c)+(x-c)(x)-a)的兩個零點分別位于區(qū)間( A.(a,b)和(b,c)內(nèi)
B.(-∞,a)和(a,b)內(nèi)
C.(b,c)和(c,+∞)內(nèi)
D.(-∞,a)和(c,+∞)內(nèi)
解析:∵a<b<c,∴f(a)=(a-b)(a-c)>0,f(b)=(b-c)(b-a)<0,f(c)=(c-a)(c-b)>0,由函數(shù)零點存在性定理可知,在區(qū)間(a,b),(b,c)內(nèi)分別存在一個零點.又函數(shù)f(x)是二次函數(shù),最多有兩個零點,因此函數(shù)f(x)的兩個零點分別位于區(qū)間(a,b)和(b,c)內(nèi).答案:A區(qū)間是()A.(0,1)B.(1,2)C.(2,3)D.(3,4)又f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,∴函數(shù)f(x)在(0,+∞)上只有一個零點,且零點在(1,2)內(nèi).
答案:B考點二函數(shù)零點個數(shù)的確定1.函數(shù)f(x)=2x+x3-2在區(qū)間(0,1)內(nèi)的零點個數(shù)是(
)A.0B.1C.2D.3
解析:∵f(0)f(1)=(-1)×1=-1<0,且函數(shù)在定義域上連續(xù)且單調(diào)遞增, ∴函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,1)內(nèi)有且只有1個零點.
答案:B2.函數(shù)f(x)=3x|lnx|-1的零點個數(shù)為(
)A.1B.2C.3D.4圖D11答案:B
解析:當(dāng)x>0時,作出函數(shù)y=lnx和y=x2-2x的圖象,如圖D12,由圖可知,兩函數(shù)的圖象有兩個交點,所以當(dāng)x>0時,f(x)有兩個零點;
綜上所述,f(x)有3個零點.圖D12答案:3【題后反思】函數(shù)零點個數(shù)判定的方法(1)直接求零點:令f(x)=0,如果能求出解,那么有幾個解就有幾個零點.
(2)函數(shù)零點存在定理:利用該定理不僅要求函數(shù)在[a,b]上是連續(xù)的曲線,且f(a)f(b)<0,還必須結(jié)合函數(shù)的圖象和性質(zhì)(如單調(diào)性)才能確定函數(shù)有多少個零點.(3)作出兩個函數(shù)圖象,看其交點的個數(shù)有幾個,其中交點的橫坐標(biāo)有幾個不同的值,就有幾個不同的零點.考點三根據(jù)函數(shù)零點個數(shù)求參數(shù)通性通法:根據(jù)函數(shù)零點個數(shù)求參數(shù)的方法(1)直接法:直接根據(jù)題設(shè)條件構(gòu)建關(guān)于參數(shù)的不等式,再通過解不等式確定參數(shù)范圍.(2)分離參數(shù)法:先將參數(shù)分離,轉(zhuǎn)化成求函數(shù)值域問題加以解決.(3)數(shù)形結(jié)合法:先對解析式變形,在同一平面直角坐標(biāo)系中作出函數(shù)的圖象,然后數(shù)形結(jié)合求解.在R上有兩個零點,則實數(shù)a的取值范圍是()A.(0,1]C.(0,1)B.[1,+∞)D.(-∞,1]
解析:畫出函數(shù)f(x)的大致圖象如圖2-8-1所示,f(x)在(-∞,0]上單調(diào)遞增,在(0,+∞)上單調(diào)遞增.因為函數(shù)f(x)在R上有兩個零點,所以f(x)在(-∞,0]和(0,+∞)上各有一個零點.當(dāng)x≤0時,f(x)有一個零點,則f(0)=1-a≥0,解得a≤1;當(dāng)x>0時,f(x)有一個零點,需-a<0,解得a>0.綜上所述,0<a≤1.答案:A圖2-8-1
(2)(2022年蘇州市質(zhì)檢)函數(shù)f(x)=x·2x-kx-2在區(qū)間(1,2)內(nèi)有零點,則實數(shù)k的取值范圍是________.答案:(0,3)【變式訓(xùn)練】A.-1B.0C.1D.2解析:根據(jù)題意,作出函數(shù)f(x)的圖象如圖D13所示.圖D13令g(x)=0,得f(x)=x+a,
所以要使函數(shù)g(x)=f(x)-x-a有且只有兩個不同的零點,只需函數(shù)f(x)的圖象與直線y=x+a有兩個不同的交點,根據(jù)圖象可得實數(shù)a的取值范圍為(-1,+∞).故選BCD.答案:BCD2.若函數(shù)f(x)=(m-2)x2+mx+2m+1的兩個零點分別在區(qū)間(-1,0)和區(qū)間(1,2)內(nèi),則m的取值范圍是______
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