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3.2函數(shù)與方程、不等式之間的關(guān)系課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、函數(shù)零點(diǎn)的概念2、二次函數(shù)的零點(diǎn)及其對應(yīng)方程、不等式解集之間的關(guān)系3、函數(shù)零點(diǎn)存在定理1.理解函數(shù)零點(diǎn)的概念以及函數(shù)零點(diǎn)與方程的關(guān)系2.會根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)的情況求參數(shù)3.結(jié)合二次函數(shù)的圖像,會判斷一元二次方程根的存在性及一元二次不等式的解法4.了解二分法是求定理近似解的方法,會用二分法求一個(gè)函數(shù)在給定區(qū)間內(nèi)零點(diǎn)近似值知識點(diǎn)01函數(shù)的零點(diǎn)(1)函數(shù)零點(diǎn)的概念一般地,如果函數(shù)y=f(x)在實(shí)數(shù)α處的函數(shù)值等于零,即f(α)=0,則稱α為函數(shù)y=f(x)的零點(diǎn).(2)函數(shù)零點(diǎn)的意義不難看出,α是函數(shù)f(x)零點(diǎn)的充分必要條件是,(α,0)是函數(shù)圖像與x軸的公共點(diǎn).因此,由函數(shù)的圖像可以方便地看出函數(shù)值等于0的方程的解集,以及函數(shù)值與0比較相對大小的不等式的解集.因此我們有:方程f(x)=0有實(shí)數(shù)根?函數(shù)y=f(x)的圖像與x軸有交點(diǎn)?函數(shù)y=f(x)有零點(diǎn).注:(1)函數(shù)F(x)=f(x)-g(x)的零點(diǎn)就是方程f(x)=g(x)的根,也就是函數(shù)y1=f(x)與y2=g(x)的圖像交點(diǎn)的橫坐標(biāo).(2)如果方程f(x)=0有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根x,那么x稱為函數(shù)y=f(x)的二階零點(diǎn)(二重零點(diǎn)).如x=2就是函數(shù)f(x)=(x-2)2的二階零點(diǎn).【即學(xué)即練1】(2024·江蘇揚(yáng)州·高一揚(yáng)州中學(xué)??茧A段練習(xí))對于函數(shù),下列說法中正確的是(
)A.當(dāng)時(shí),函數(shù)的零點(diǎn)為、B.函數(shù)一定有兩個(gè)零點(diǎn)C.函數(shù)可能無零點(diǎn)D.函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是1或2【答案】D【分析】由零點(diǎn)的定義判斷A;討論、確定對應(yīng)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)判斷B、C、D.【詳解】由函數(shù)的零點(diǎn)是時(shí)對應(yīng)值,而不是坐標(biāo),A錯(cuò);若時(shí),顯然只有一個(gè)零點(diǎn),若,,此時(shí)函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),所以B、C錯(cuò),D對.故選:D知識點(diǎn)02一元二次不等式與對應(yīng)函數(shù)、方程三個(gè)“二次”之間的關(guān)系從函數(shù)觀點(diǎn)來看,一元二次不等式ax2+bx+c>0(a>0)的解集,就是二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a>0)在x軸上方的圖像上的點(diǎn)的橫坐標(biāo)的集合;ax2+bx+c<0(a>0)的解集,就是二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a>0)在x軸下方的圖像上的點(diǎn)的橫坐標(biāo)的集合.一元二次方程ax2+bx+c=0的解集就是二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)的集合,也就是二次函數(shù)的零點(diǎn)構(gòu)成的集合.從方程觀點(diǎn)來看,一元二次方程的根是二次函數(shù)的圖像與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo),一元二次不等式ax2+bx+c>0(a>0)的解集,就是大于大根或者小于小根的實(shí)數(shù)x的集合;ax2+bx+c<0(a>0)的解集,就是大于小根且小于大根的實(shí)數(shù)x的集合.簡記為“大于取兩邊,小于取中間”.因此,利用二次函數(shù)的圖像和一元二次方程根的情況就可以解一元二次不等式.具體如下表所示:Δ=b2-4acΔ>0Δ=0Δ<0y=ax2+bx+c(a>0)的圖像ax2+bx+c=0(a>0)的根有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根(x1<x2)有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根(x1=x2=-eq\f(b,2a))無實(shí)數(shù)根ax2+bx+c>0(a>0)的解集{x|x>x2或x<x1}eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|x≠-\f(b,2a)))Rax2+bx+c<0(a>0)的解集{x|x1<x<x2}??注:(1)圖表具體表明了一元二次不等式的解集與對應(yīng)的二次函數(shù)圖像、一元二次方程的親密關(guān)系,此圖表是解一元二次不等式的依據(jù)之一.(2)x1,x2具有三重身份:對應(yīng)的一元二次方程的實(shí)根;對應(yīng)的二次函數(shù)的零點(diǎn);對應(yīng)的一元二次不等式解集區(qū)間的端點(diǎn).【即學(xué)即練2】(2024·全國·高一隨堂練習(xí))求下列不等式的解集:(1);(2);(3);(4).【答案】(1)(2)或(3)(4)【分析】根據(jù)解一元二次不等式的解法求解即可.【詳解】(1)因?yàn)椴坏仁降葍r(jià)于,所以解得,所以不等式的解集為.(2)因?yàn)椴坏仁降葍r(jià)于,所以解得或,所以不等式的解集為或.(3)因?yàn)椴坏仁降葍r(jià)于,所以,解得,所以不等式的解集為.(4)因?yàn)椴坏仁降葍r(jià)于,所以解得,所以不等式的解集為.知識點(diǎn)03函數(shù)零點(diǎn)存在定理如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖像是連續(xù)不斷的,并且f(a)f(b)<0(即在區(qū)間兩個(gè)端點(diǎn)處的函數(shù)值異號),則函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)中至少有一個(gè)零點(diǎn),即?x0∈(a,b),f(x0)=0.注:(1)一般地,解析式是多項(xiàng)式的函數(shù)的圖像都是連續(xù)不斷的.需要注意的是,反比例函數(shù)y=eq\f(1,x)的圖像不是連續(xù)不斷的.(2)一個(gè)函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有零點(diǎn)必須同時(shí)滿足:①函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖像是一條連續(xù)不斷的曲線;②f(a)·f(b)<0.這兩個(gè)條件缺一不可.(3)若函數(shù)y=f(x)的圖像是一條連續(xù)不斷的曲線,則由f(a)·f(b)<0可以推出函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)存在零點(diǎn);但是,由函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)存在零點(diǎn)不一定能推出f(a)·f(b)<0.(4)如果單調(diào)函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖像是一條連續(xù)不斷的曲線,并且有f(a)·f(b)<0,那么函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有唯一的零點(diǎn),即存在唯一的c∈(a,b),使得f(c)=0,這個(gè)c也就是方程f(x)=0的根.【即學(xué)即練3】(2024·高一課時(shí)練習(xí))函數(shù)的零點(diǎn)所在的區(qū)間為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合,由零點(diǎn)的存在性定理,即可求解.【詳解】由函數(shù)在上單調(diào)遞增,又由,即,所以根據(jù)零點(diǎn)存在性定理可知,函數(shù)的零點(diǎn)所在的區(qū)間為.故選:D.知識點(diǎn)04二分法(1)二分法的概念對于圖像在區(qū)間[a,b]上不間斷,且滿足f(a)f(b)<0的函數(shù)y=f(x),通過不斷地把函數(shù)f(x)的零點(diǎn)所在的區(qū)間一分為二,使所得區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)逐步逼近零點(diǎn),進(jìn)而得到零點(diǎn)近似值的方法叫做二分法.(2)用二分法求函數(shù)零點(diǎn)的近似值先確定零點(diǎn)的初始區(qū)間(a,b)(依據(jù)是:如果函數(shù)y=f(x)的圖像在區(qū)間[a,b]上是連續(xù)不斷的,并且f(a)與f(b)的符號相反,則f(x)在(a,b)內(nèi)存在零點(diǎn)),然后多次將區(qū)間(a,b)一分為二,直至找到零點(diǎn)的準(zhǔn)確值或滿足題中的精度要求的零點(diǎn)的近似值.注:即用區(qū)間中點(diǎn)eq\f(a+b,2)將區(qū)間(a,b)一分為二,從而得到兩個(gè)區(qū)間eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(a,\f(a+b,2)))和eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+b,2),b)),其中一個(gè)區(qū)間一定包含零點(diǎn).如果feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+b,2)))>0,f(a)<0,我們便認(rèn)為區(qū)間eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(a,\f(a+b,2)))包含零點(diǎn),如下圖所示:不斷重復(fù)相似步驟,直到找到零點(diǎn)的準(zhǔn)確值或滿足題中的精度要求的零點(diǎn)的近似值.注:(1)我們把x=eq\f(a+b,2)稱為區(qū)間(a,b)的中點(diǎn).在這里,區(qū)間的中點(diǎn)是個(gè)實(shí)數(shù),而不是點(diǎn).(2)用二分法求函數(shù)零點(diǎn)近似值的方法僅對函數(shù)的變號零點(diǎn)(曲線通過零點(diǎn),且在零點(diǎn)兩側(cè)函數(shù)值異號)適用,對函數(shù)的不變號零點(diǎn)(曲線通過零點(diǎn),且在零點(diǎn)兩側(cè)函數(shù)值同號)不適用.如函數(shù)f(x)=(x-1)2的零點(diǎn)就不能用二分法求解.(3)二分法采用逐步逼近的思想,使區(qū)間逐步縮小,即使函數(shù)的零點(diǎn)所在的范圍逐步縮小,也就是逐漸逼近函數(shù)的零點(diǎn).【即學(xué)即練4】(2024·全國·高一專題練習(xí))已知函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有一個(gè)零點(diǎn),且的部分函數(shù)值數(shù)據(jù)如下:,,,,,,,要使零點(diǎn)的近似值精確度為,則對區(qū)間的最少等分次數(shù)和近似解分別為(
)A.6次, B.6次,C.7次, D.7次,【答案】D【分析】根據(jù)題目條件結(jié)合二分法得到最少等分了7次,并求出近似解.【詳解】由題中數(shù)據(jù)知,零點(diǎn)區(qū)間變化如下:,此時(shí)區(qū)間長度小于,在區(qū)間內(nèi)取近似值,最少等分了7次,近似解取.故選:D.難點(diǎn):函數(shù)零點(diǎn)的應(yīng)用示例:已知函數(shù)f(x)=x,x≤m,x2?2mx+4m,x>m,其中m>0.若存在實(shí)數(shù)b,使得關(guān)于x的方程f(x)=b【解析】作出f(x)的圖像如圖所示.當(dāng)x>m時(shí),x2-2mx+4m=(x-m)2+4m-m2,∴要使方程f(x)=b有三個(gè)不同的根,則4m-m2<m,即m2-3m>0.又m>0,解得m>3.[方法小結(jié)】已知函數(shù)零點(diǎn)情況求參數(shù)的步驟及方法(1)步驟:①判斷函數(shù)的單調(diào)性;②利用零點(diǎn)存在性定理,得到參數(shù)所滿足的不等式(組);③解不等式(組),即得參數(shù)的取值范圍.(2)方法:常利用數(shù)形結(jié)合法.【題型1:利用二次函數(shù)解不等式】例1.(2024·江蘇泰州·高一泰州中學(xué)校考階段練習(xí))解不等式(1);(2);(3)【答案】(1)(2)(3)【分析】(1)(2)利用一元二次不等式的解法即可求解;(3)利用分式不等式的解法即可求解.【詳解】(1)由,得,即,解得,所以不等式的解集為;(2)由已知:,,,解得或,所以不等式的解集為.(3)由,得,即,解得或.所以不等式的解集為:變式1.(2024·黑龍江雙鴨山·高一雙鴨山一中??茧A段練習(xí))設(shè),則是的(
)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【答案】A【分析】先求解一元二次不等式,再由集合的包含關(guān)系得出結(jié)果.【詳解】設(shè),或,所以,所以是的充分不必要條件.故選:A.變式2.(2024·湖南常德·高一臨澧縣第一中學(xué)??茧A段練習(xí))已知的解集是,(1)求實(shí)數(shù)與的值(2)求的解集.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)題意,得到和是方程的兩個(gè),結(jié)合韋達(dá)定理,即可求解;(2)由(1)得不等式為,結(jié)合一元二次不等式的解法,即可求解.【詳解】(1)解:由的解集是,可得和是方程的兩個(gè),所以,解得.(2)解:由,則不等式,即為,又由,解得,所以不等式的解集為.【方法技巧與總結(jié)】二次函數(shù)的零點(diǎn)與不等式解集之間的關(guān)系借助相對應(yīng)的二次函數(shù)與一元二次方程的關(guān)系,可提煉出一元二次不等式ax2+bx+c>0(≥0)(a≠0)或ax2+bx+c<0(≤0)(a≠0)的求解方法.當(dāng)a>0時(shí),解形如ax2+bx+c>0(≥0)或ax2+bx+c<0(≤0)的一元二次不等式,一般可分為三步:①確定對應(yīng)方程ax2+bx+c=0的根;②畫出對應(yīng)函數(shù)圖像的簡圖;③由圖像得出不等式的解集.求解過程中,必須考慮對應(yīng)的二次函數(shù)圖像的開口方向(a>0或a<0),對應(yīng)的一元二次方程的判別式符號、兩根的大小關(guān)系,不等號的方向(>,≥,<,≤),即一看(看二次項(xiàng)系數(shù)正負(fù)),二算(求對應(yīng)一元二次方程的根),三寫(利用對應(yīng)二次函數(shù)的圖像寫出對應(yīng)不等式的解集).【題型2:求函數(shù)的零點(diǎn)】例2.(2024·江蘇常州·高一江蘇省前黃高級中學(xué)??茧A段練習(xí))函數(shù)的零點(diǎn)是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】解方程,可得函數(shù)的零點(diǎn).【詳解】解方程,即,解得或,因此,函數(shù)的零點(diǎn)為、.故選:C.變式1.(2024·全國·高一隨堂練習(xí))求下列函數(shù)的零點(diǎn):(1);(2);(3);(4).【答案】(1)(2)(3)無零點(diǎn)(4)1【分析】由函數(shù)零點(diǎn)定義可知,在函數(shù)表達(dá)式中令解關(guān)于方程即可.【詳解】(1)在中令,得,解得或,所以函數(shù)的零點(diǎn)為.(2)在中令,得,解得或,所以函數(shù)的零點(diǎn)為.(3)在中令,得,又此方程無解,所以函數(shù)無零點(diǎn).(4)在中令,得,解得,所以函數(shù)的零點(diǎn)為1.變式2.(2024·廣東梅州·高三統(tǒng)考階段練習(xí))函數(shù)的零點(diǎn)有個(gè).【答案】2【分析】根據(jù)給定條件,解方程求出零點(diǎn)作答.【詳解】由,得,即,解得或,所以函數(shù)的零點(diǎn)有2個(gè).故答案為:2變式3.(2023·全國·高一專題練習(xí))函數(shù)的零點(diǎn)是【答案】/【解析】令,則,解得,故答案為:.變式4.(2024·全國·高一專題練習(xí))若函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn)是1,則它的另一個(gè)零點(diǎn)是.【答案】3【分析】根據(jù)零點(diǎn)的定義,求解方程的根即可.【詳解】由,所以令或,故另一個(gè)零點(diǎn)為3故答案為:3變式5.(2024·江蘇·高一假期作業(yè))求下列函數(shù)的零點(diǎn).(1);(2);(3),其圖象如圖所示.
【答案】(1)和(2)答案見解析(3)-1和3【分析】(1)解方程可得結(jié)果;(2)分類討論,解方程可得結(jié)果;(3)由圖象可得結(jié)果.【詳解】(1)由,解得或,所以函數(shù)的零點(diǎn)為和.(2)①當(dāng)時(shí),,由得,所以函數(shù)的零點(diǎn)為.②當(dāng)時(shí),由得,解得或,又,當(dāng)時(shí),,函數(shù)有唯一的零點(diǎn).當(dāng)且時(shí),,函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)和.綜上所述:,當(dāng)或時(shí),函數(shù)的零點(diǎn)為;當(dāng)且時(shí),函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)和.(3)由圖象可知,函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)和.變式6.(2024·全國·高一專題練習(xí))若求函數(shù)的零點(diǎn).【答案】和1.【解析】函數(shù)的零點(diǎn)即為方程的根.當(dāng)時(shí),方程,變形為,即,解得或,因?yàn)?,所以;?dāng)時(shí),方程,變形為,符合題意.綜上,函數(shù)的零點(diǎn)為和1.【方法技巧與總結(jié)】函數(shù)零點(diǎn)的求法(1)代數(shù)法:求出方程f(x)=0的實(shí)數(shù)根,即為函數(shù)f(x)的零點(diǎn).(2)幾何法:對于不能用求根公式或分解因式求解的方程,可以將它與對應(yīng)函數(shù)的圖像聯(lián)系起來,利用函數(shù)的性質(zhì)求零點(diǎn).【題型3:求函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)】例3.(2023春·陜西西安·高二??计谥校┲本€與函數(shù)圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)為.【答案】4【分析】根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì),結(jié)合圖象變換,作圖,可得答案.【詳解】令,,解得或,將代入,解得,可作圖如下:
由圖可知,直線與函數(shù)圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)為.故答案為:.變式1.(2024·全國·高一專題練習(xí))已知函數(shù)的圖象是連續(xù)不斷的,有如下的對應(yīng)值表,那么函數(shù)在區(qū)間上的零點(diǎn)至少有(
)x1234567123.521.5-7.8211.57-53.7-126.7-129.6A.2個(gè) B.3個(gè)C.4個(gè) D.5個(gè)【答案】B【分析】根據(jù)函數(shù)值符號變化,由零點(diǎn)存在性定理可得.【詳解】由數(shù)表可知,.則,,,又函數(shù)的圖象是連續(xù)不斷的,由零點(diǎn)存在性定理可知,函數(shù)分別在上至少各一個(gè)零點(diǎn),因此在區(qū)間上的零點(diǎn)至少有3個(gè).故選:B.變式2.【多選】(2024·江蘇·高一假期作業(yè))對于函數(shù),下列說法中正確的是()A.函數(shù)一定有兩個(gè)零點(diǎn)B.時(shí),函數(shù)一定有兩個(gè)零點(diǎn)C.時(shí),函數(shù)一定有兩個(gè)零點(diǎn)D.函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是1或2【答案】BCD【分析】根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)的定義求解可得答案.【詳解】當(dāng)時(shí),函數(shù)有唯一零點(diǎn),故A不正確;當(dāng)時(shí),由,,所以函數(shù)一定有兩個(gè)零點(diǎn),故B、C正確;所以函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是1或2,故D正確.故選:BCD變式3.(2024·全國·高一專題練習(xí))已知函數(shù).(1)作出函數(shù)的圖象;(2)就a的取值范圍討論函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù).【答案】(1)作圖見解析(2)答案見解析【分析】(1)先作出的圖象,然后將其在x軸下方的部分翻折到x軸上方;(2)數(shù)形集結(jié)合,函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)就是函數(shù)的圖象與直線的交點(diǎn)的個(gè)數(shù).【詳解】(1)先作出的圖象,然后將其在x軸下方的部分翻折到x軸上方,原x軸上及其上方的圖象及翻折上來的圖象便是所要作的圖象.
.
(2)由圖象易知,函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)就是函數(shù)的圖象與直線的交點(diǎn)的個(gè)數(shù)..當(dāng)時(shí),函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)為0;當(dāng)與時(shí),函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)為2;當(dāng)時(shí),函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)為4;當(dāng)時(shí),函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)為3.變式4.(2023·全國·高一專題練習(xí))若函數(shù),則方程的實(shí)根個(gè)數(shù)為()A.3B.4C.5D.6【答案】A【解析】由,則可作出函數(shù)的圖象如下:由方程,得或,所以方程的實(shí)根個(gè)數(shù)為3.故選:A.變式5.【多選】(2024·湖北荊門·高一鐘祥市第一中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù)有兩個(gè)不同零點(diǎn),則(
)A.B.且C.若,則D.函數(shù)有四個(gè)零點(diǎn)或兩個(gè)零點(diǎn)【答案】AC【分析】根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)與方程根的關(guān)系可判斷A,根據(jù)一元二次方程韋達(dá)定理可判斷BC,根據(jù)特殊情況可判斷D.【詳解】函數(shù)有兩個(gè)不同零點(diǎn)可知:,故,故A正確;由韋達(dá)定理可得,由于,故可正可負(fù)可為0,因此無法判斷的正負(fù),故B錯(cuò)誤;當(dāng)時(shí),則,故C正確;由,當(dāng)時(shí),令,可得,此時(shí)有3個(gè)零點(diǎn),故D錯(cuò)誤,故選:AC變式6.(2024·云南大理·高二云南省下關(guān)第一中學(xué)??奸_學(xué)考試)已知,定義域和值域均為的函數(shù)和的圖象如圖所示,給出下列四個(gè)結(jié)論,不正確結(jié)論的是(
)
A.方程有且僅有三個(gè)解 B.方程有且僅有兩個(gè)解C.方程有且僅有五個(gè)解 D.方程有且僅有一個(gè)解【答案】B【分析】根據(jù)函數(shù)圖象判斷復(fù)合函數(shù)的零點(diǎn)情況,即可判斷各項(xiàng)的正誤.【詳解】A:由題意時(shí),或或,故時(shí),則或或,,則,又在上單調(diào)遞減,故都有唯一解,即有且僅有三個(gè)解,正確;B:由圖知時(shí),故時(shí),而,由圖象知有一個(gè)解,即有且僅有一個(gè)解,不正確;C:時(shí),或或,由得:或或,而,,故和各有唯一解,有3個(gè)解,故有且僅有五個(gè)解,正確;D:時(shí),由得,而在上單調(diào)遞減,故有唯一解,故有且僅有一個(gè)解,正確.故選:B變式7.【多選】(2024·全國·高一課堂例題)已知,關(guān)于的方程,則下列四個(gè)命題是真命題的為(
)A.存在實(shí)數(shù),使得方程恰有3個(gè)不同的實(shí)數(shù)解B.存在實(shí)數(shù),使得方程恰有4個(gè)不同的實(shí)數(shù)解C.存在實(shí)數(shù),使得方程恰有5個(gè)不同的實(shí)數(shù)解D.存在實(shí)數(shù),使得方程恰有8個(gè)不同的實(shí)數(shù)解【答案】BCD【分析】令(),則原方程可化為,作出的圖象和()的圖象,兩函數(shù)圖象結(jié)合分析判斷即可.【詳解】(1)令(),則原方程可化為.作出的圖象如圖所示,結(jié)合圖象可知:
①當(dāng)或時(shí),方程有2個(gè)不同的實(shí)數(shù)解;②當(dāng)時(shí),方程有3個(gè)不同的實(shí)數(shù)解;③當(dāng)時(shí),方程有4個(gè)不同的實(shí)數(shù)解.(2)作出函數(shù)()的圖象如圖所示.
①當(dāng),即時(shí),方程有1個(gè)實(shí)數(shù)解,且.②當(dāng),即時(shí),方程有2個(gè)不同的實(shí)數(shù)解,(),則,.③當(dāng),即時(shí),方程有2個(gè)不同的實(shí)數(shù)解,(),則.④當(dāng),即時(shí),方程有1個(gè)實(shí)數(shù)解,且.⑤當(dāng),即時(shí),方程沒有實(shí)數(shù)解.綜合(1)(2)可知,當(dāng)時(shí),原方程有2個(gè)不同的實(shí)數(shù)解;當(dāng)時(shí),原方程有5個(gè)不同的實(shí)數(shù)解;當(dāng)時(shí),原方程有8個(gè)不同的實(shí)數(shù)解;當(dāng)時(shí),原方程有4個(gè)不同的實(shí)數(shù)解;當(dāng)時(shí),原方程沒有實(shí)數(shù)解.所以B,C,D都是真命題.故選:BCD【方法技巧與總結(jié)】判斷函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的三種方法(1)方程法:若方程f(x)=0的解可求或能判斷解的個(gè)數(shù),可通過方程的解來判斷函數(shù)是否存在零點(diǎn)或判定零點(diǎn)的個(gè)數(shù).(2)圖像法:由f(x)=g(x)-h(huán)(x)=0,得g(x)=h(x),在同一坐標(biāo)系內(nèi)作出y1=g(x)和y2=h(x)的圖像,根據(jù)兩個(gè)圖像交點(diǎn)的個(gè)數(shù)來判定函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù).(3)定理法:函數(shù)y=f(x)的圖像在區(qū)間[a,b]上是一條連續(xù)不斷的曲線,由f(a)·f(b)<0即可判斷函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)至少有一個(gè)零點(diǎn).若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)上是單調(diào)函數(shù),則函數(shù)f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)只有一個(gè)零點(diǎn).【題型4:判斷函數(shù)零點(diǎn)所在的區(qū)間】例4.(2023秋·北京·高一校考期中)函數(shù)在下列哪個(gè)區(qū)間存在零點(diǎn)()A.B.C.D.【答案】C【解析】函數(shù)定義域?yàn)?當(dāng)時(shí)恒成立,當(dāng)時(shí)單調(diào)遞增,單調(diào)遞增且大于零恒成立,單調(diào)遞增,根據(jù)復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性可知在上單調(diào)遞增,又,,即,所以的零點(diǎn)位于區(qū)間內(nèi).故選:C變式1.(2024秋·四川廣安·高三四川省廣安友誼中學(xué)??茧A段練習(xí))函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn)在內(nèi),另一個(gè)零點(diǎn)在(
)內(nèi).A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)題意結(jié)合零點(diǎn)存在性定理列不等式組求解即可.【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)的一個(gè)零點(diǎn)在內(nèi),所以,又因?yàn)楹瘮?shù)在連續(xù)不斷,根據(jù)零點(diǎn)存在性定理另一個(gè)零點(diǎn)在內(nèi).故選:C.變式2.(2024·高一??颊n時(shí)練習(xí))函數(shù)與圖象交點(diǎn)橫坐標(biāo)的大致區(qū)間為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)題意將問題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的零點(diǎn)的大致區(qū)間,然后利用零點(diǎn)存在性定理求解即可.【詳解】根據(jù)題意令,則問題轉(zhuǎn)化為求該函數(shù)零點(diǎn)的大致區(qū)間,因?yàn)椋?,,,,所以,因?yàn)榈膱D象在上連續(xù),所以的零點(diǎn)大致在區(qū)間,即函數(shù)與圖象交點(diǎn)橫坐標(biāo)的大致區(qū)間為,故選:C變式3.(2024·高一課時(shí)練習(xí))已知唯一的零點(diǎn)同時(shí)在區(qū)間和內(nèi),下列說法錯(cuò)誤的是(
)A.函數(shù)在內(nèi)有零點(diǎn) B.函數(shù)在內(nèi)無零點(diǎn)C.函數(shù)在內(nèi)有零點(diǎn) D.函數(shù)在內(nèi)無零點(diǎn)【答案】A【分析】利用零點(diǎn)所在的區(qū)間之間的關(guān)系,將唯一的零點(diǎn)所在的區(qū)間確定出,進(jìn)行選項(xiàng)的正誤篩選即可.【詳解】因?yàn)槲ㄒ坏牧泓c(diǎn)同時(shí)在區(qū)間和內(nèi),則該函數(shù)唯一的零點(diǎn)同時(shí)在區(qū)間內(nèi),可知B,C,D正確,對于A,函數(shù)唯一的零點(diǎn)可能在內(nèi),也可能在內(nèi),故A錯(cuò)誤.故選:A變式4.【多選】(2024·新疆·高一校聯(lián)考期末)已知函數(shù)的圖象是一條連續(xù)不斷的曲線,且有如下對應(yīng)值表:135724131則一定包含的零點(diǎn)的區(qū)間是(
)A. B. C. D.【答案】BCD【分析】根據(jù)零點(diǎn)存在性定理結(jié)合表中的數(shù)據(jù)分析判斷即可【詳解】因?yàn)榈膱D象是一條連續(xù)不斷的曲線,且,所以一定包含的零點(diǎn)的區(qū)間是.故選:BCD【方法技巧與總結(jié)】判斷函數(shù)零點(diǎn)所在區(qū)間的三個(gè)步驟(1)代入:將區(qū)間端點(diǎn)值代入函數(shù)求出函數(shù)值.(2)判斷:把所得的函數(shù)值相乘,并進(jìn)行符號判斷.(3)結(jié)論:若符號為正且函數(shù)在該區(qū)間內(nèi)是單調(diào)函數(shù),則在該區(qū)間內(nèi)無零點(diǎn),若符號為負(fù)且函數(shù)連續(xù),則在該區(qū)間內(nèi)至少有一個(gè)零點(diǎn).【題型5:根據(jù)函數(shù)的零點(diǎn)求參數(shù)范圍】例5.(2024·上海浦東新·高一上海市進(jìn)才中學(xué)校考期末)已知函數(shù)的零點(diǎn)在區(qū)間內(nèi),常數(shù)的取值范圍為.【答案】【分析】利用函數(shù)零點(diǎn)存在性定理即可解決問題.【詳解】∵函數(shù)恰有一個(gè)零點(diǎn)在區(qū)間內(nèi),∴,∴,故答案為:.變式1.(2024·廣西北?!じ咭唤y(tǒng)考期末)若函數(shù)在區(qū)間上存在一個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)m的取值范圍是.【答案】【分析】先列出關(guān)于實(shí)數(shù)m的不等式,解之即可求得實(shí)數(shù)m的取值范圍.【詳解】由函數(shù)在區(qū)間上存在一個(gè)零點(diǎn),則.即,解之得,故答案為:變式2.(2024·全國·高三對口高考)方程在區(qū)間上有解,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為.【答案】【分析】根據(jù)在區(qū)間端點(diǎn)的正負(fù)列式求解即可.【詳解】考查,因?yàn)?,且開口向上,故在區(qū)間上最多有一個(gè)零點(diǎn),結(jié)合零點(diǎn)存在性定理可得,若方程在區(qū)間上有解,則,即,解得.故答案為:變式3.(2024·江蘇南通·高一??计谥校┖瘮?shù)的一個(gè)零點(diǎn)在區(qū)間內(nèi),則實(shí)數(shù)m的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】令,解得,,即可求得m的取值范圍.【詳解】令,即,解得,,又因?yàn)楹瘮?shù)的一個(gè)零點(diǎn)在區(qū)間內(nèi),,所以,所以實(shí)數(shù)m的取值范圍是.故選:C.變式4.(2024·全國·高一專題練習(xí))若函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】配方后得到函數(shù)的單調(diào)性,從而結(jié)合零點(diǎn)存在性定理得到不等式組,求出實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】由題意得:為連續(xù)函數(shù),且在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,故,,,所以只需或,解得:,故實(shí)數(shù)的取值范圍是.故答案為:變式5.(2024·安徽淮北·高一淮北一中??计谀┮阎瘮?shù)的兩個(gè)零點(diǎn)都在內(nèi),則實(shí)數(shù)的取值范圍為.【答案】【分析】把函數(shù)兩點(diǎn)零點(diǎn)都在轉(zhuǎn)化為函數(shù)值正負(fù),列不等式求解即可.【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)的兩個(gè)零點(diǎn)都在內(nèi),所以即解得,所以的取值范圍為故答案為:變式6.(2024·高一課時(shí)練習(xí))若函數(shù)的零點(diǎn)在區(qū)間內(nèi),則的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增,由零點(diǎn)的存在性定理知要使在上存在零點(diǎn),需要滿足,求得的取值范圍.【詳解】因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增,且的圖象是連續(xù)不斷的,所以,解得.故選:B.變式7.(2024·廣西梧州·校考一模)若函數(shù)在區(qū)間內(nèi)恰有一個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是.【答案】【分析】根據(jù)判別式結(jié)合零點(diǎn)存在原理分類討論即可.【詳解】當(dāng)時(shí),,符合題意,當(dāng)時(shí),二次函數(shù)的判別式為:,若,此時(shí)函數(shù)的零點(diǎn)為,符合題意;當(dāng)時(shí),只需,所以且;當(dāng)時(shí),,經(jīng)驗(yàn)證符合題意;當(dāng)時(shí),,經(jīng)驗(yàn)證符合題意;所以實(shí)數(shù)a的取值范圍為.故答案為:變式8.(2024·湖北·高一校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù)在區(qū)間上有零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是.【答案】【分析】等價(jià)于在區(qū)間上有解,設(shè),,求出函數(shù)的最值即得解.【詳解】函數(shù)在區(qū)間上有零點(diǎn),即在區(qū)間上有解,所以在區(qū)間上有解,設(shè),,由于在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以,,所以所以,即故答案為:變式9.(2024·全國·高三專題練習(xí))若函數(shù)在上有3個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍為.【答案】【分析】根據(jù)給定條件,利用函數(shù)零點(diǎn)的意義轉(zhuǎn)化為求方程根的問題,再分類討論求解作答.【詳解】函數(shù)的零點(diǎn),即方程的根,當(dāng)時(shí),方程化為:,當(dāng)時(shí),方程化為:,依題意,方程有3個(gè)不等的負(fù)根,而方程兩根之積為負(fù),必有一正根一負(fù)根,于是得在上有一個(gè)負(fù)根,在上有兩個(gè)相異負(fù)根,因此,即,由在上有兩個(gè)相異負(fù)根得,,解得,在中,,即方程在上有且只有一個(gè)負(fù)根,所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是.故答案為:變式10.(2024·高一課時(shí)練習(xí))已知二次函數(shù),求下列條件下,實(shí)數(shù)的取值范圍.(1)零點(diǎn)均大于1;(2)一個(gè)零點(diǎn)大于1,一個(gè)零點(diǎn)小于1;(3)一個(gè)零點(diǎn)在內(nèi),另一個(gè)零點(diǎn)在內(nèi).【答案】(1)(2)(3)【分析】(1)根據(jù)題意只需對稱軸大于1,即可,(2)根據(jù)題意只需即可,(3)根據(jù)題意結(jié)合零點(diǎn)存在性定理列不等式組求解即可.【詳解】(1)因?yàn)楹瘮?shù)的零點(diǎn)均大于1,所以,解得,(2)因?yàn)楹瘮?shù)的一個(gè)零點(diǎn)大于1,一個(gè)零點(diǎn)小于1,所以,解得,(3)因?yàn)楹瘮?shù)的一個(gè)零點(diǎn)在內(nèi),另一個(gè)零點(diǎn)在內(nèi),所以,解得.變式11.(2024·全國·高一期末)已知函數(shù),.若存在,,使得,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】先求出與值域,由題意可知,由此即可求解【詳解】時(shí)單調(diào)遞增函數(shù),的值域是,的對稱軸是,在上,函數(shù)單調(diào)遞減,的值域是,因?yàn)榇嬖?,,使得,所?若,則或,解得或,所以當(dāng)時(shí),,故選:A變式12.(2023秋·北京·高一??计谥校┮阎瘮?shù)若關(guān)于的函數(shù)有且只有三個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是()A.B.C.D.【答案】B【解析】因?yàn)殛P(guān)于的函數(shù)有且只有三個(gè)不同的零點(diǎn),所以函數(shù)與函數(shù)圖象有三個(gè)不同的交點(diǎn),畫出圖象,如圖:由圖可知,當(dāng)時(shí),函數(shù)與函數(shù)圖象有三個(gè)不同的交點(diǎn),所以實(shí)數(shù)的取值范圍是.故選:B【題型6:用二分法求函數(shù)零點(diǎn)的近似值(方程的近似解)】例6.(2023秋·高一課時(shí)練習(xí))以下每個(gè)圖象表示的函數(shù)都有零點(diǎn),但不能用二分法求函數(shù)零點(diǎn)的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】根據(jù)二分法的思想,函數(shù)在區(qū)間上的圖象連續(xù)不斷,且,即函數(shù)的零點(diǎn)是變號零點(diǎn),才能將區(qū)間一分為二,逐步得到零點(diǎn)的近似值.對各選項(xiàng)的函數(shù)圖象分析可知,A,B,D都符合條件,而選項(xiàng)C不符合,因?yàn)閳D象經(jīng)過零點(diǎn)時(shí)函數(shù)值的符號沒有發(fā)生變化,因此不能用二分法求函數(shù)零點(diǎn).故選:C.變式1.(2024·全國·高一專題練習(xí))求方程在區(qū)間內(nèi)的實(shí)根,取區(qū)間中點(diǎn),那么下一個(gè)有根區(qū)間是.【答案】【分析】利用零點(diǎn)存在定理可得出結(jié)果.【詳解】令,則,,由因?yàn)椋虼?,下一個(gè)有根的區(qū)間為.故答案為:.變式2.(2024·全國·高一專題練習(xí))下列是函數(shù)在區(qū)間上一些點(diǎn)的函數(shù)值.由此可判斷:方程的一個(gè)近似解為(精確度0.1).x11.251.3751.40651.4380.165x1.51.6251.751.87520.6251.9822.6454.356【答案】1.438(答案不唯一)【分析】根據(jù)零點(diǎn)存在定理及二分法求解即可.【詳解】由題設(shè)有,于是,所以,函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn),此時(shí),取區(qū)間的中點(diǎn),又,因?yàn)椋?,此時(shí),再取的中點(diǎn),又,因?yàn)椋?,此時(shí),再取的中點(diǎn),又,因?yàn)?,所以,此時(shí),再取的中點(diǎn),又,因?yàn)?,所以,此時(shí),再取的中點(diǎn),又,因?yàn)?,所以,所以,?dāng)精確度為0.1時(shí),方程的一個(gè)近似解為1.438.故答案為:1.438.(答案不唯一)變式3.(2024·全國·高一專題練習(xí))若函數(shù)的一個(gè)正零點(diǎn)附近的函數(shù)值用二分法計(jì)算,其參考數(shù)據(jù)如下:那么方程的一個(gè)近似根(精確度0.1)為(
)A.1.2 B.1.4 C.1.3 D.1.5【答案】B【分析】根據(jù)二分法求零點(diǎn)的步驟以及精確度可求得結(jié)果.【詳解】因?yàn)?,所以,所以函?shù)在內(nèi)有零點(diǎn),因?yàn)?,所以不滿足精確度;因?yàn)椋?,所以函?shù)在內(nèi)有零點(diǎn),因?yàn)?,所以不滿足精確度;因?yàn)?,所以,所以函?shù)在內(nèi)有零點(diǎn),因?yàn)?,所以不滿足精確度;因?yàn)?,所以,所以函?shù)在內(nèi)有零點(diǎn),因?yàn)?,所以滿足精確度;所以方程的一個(gè)近似根(精確度)是區(qū)間內(nèi)的任意一個(gè)值(包括端點(diǎn)值),根據(jù)四個(gè)選項(xiàng)可知選B.故選:B【方法技巧與總結(jié)】1.二分法求函數(shù)的近似零點(diǎn)的步驟在函數(shù)零點(diǎn)存在定理的條件滿足時(shí),給定近似的精度,用二分法求零點(diǎn)的近似值,使得的一般步驟如下:第一步:檢查是否成立。如果成立,取,計(jì)算結(jié)果;如果不成立,轉(zhuǎn)到第二步;第二步:計(jì)算區(qū)間的中點(diǎn)對應(yīng)的函數(shù)值,若,則取,計(jì)算結(jié)束;若,轉(zhuǎn)到第三步;第三步:若,將的值賦值給(用表示,下同),回到第一步;否則必有,將將的值賦值給,回到第一步.【注意】用可知,令,與函數(shù)的零點(diǎn)之間的誤差一定小于,原因是,也可以是2.用二分法求函數(shù)零點(diǎn)的近似值應(yīng)遵循的原則①需依據(jù)圖像估計(jì)零點(diǎn)所在的初始區(qū)間[m,n](一般采用估計(jì)值的方法完成).②取區(qū)間端點(diǎn)的平均數(shù)c,計(jì)算f(c),確定有解區(qū)間是[m,c]還是[c,n],逐步縮小區(qū)間的“長度”,直到區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)符合精確度要求,終止計(jì)算,得到函數(shù)零點(diǎn)的近似值.3.二分法求函數(shù)零點(diǎn)步驟的記憶口訣定區(qū)間,找中點(diǎn),中值計(jì)算兩邊看.同號丟,異號算,零點(diǎn)落在異號間.重復(fù)做,何時(shí)止,精確度來把關(guān)口.一、單選題1.(2223高一上·北京·期末)函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是(
)A.0 B.1 C.2 D.3【答案】D【分析】分解因式求解方程的根即可.【詳解】函數(shù)的零點(diǎn),即方程的實(shí)數(shù)根.由解得,或.故函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是.故選:D2.(2122高三下·四川德陽·期末)函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)的充分不必要條件是(
)A. B.C.或 D.【答案】A【分析】由題意求出a的取值范圍,結(jié)合選項(xiàng)判斷哪個(gè)選項(xiàng)對應(yīng)集合為其真子集,即可確定答案.【詳解】函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則有2個(gè)不等實(shí)數(shù)根,即或,由于,故為函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)的充分不必要條件,顯然,均不能推出或,不符合題意;或是函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)的充分必要條件,故選:A3.(2425高一上·全國·課堂例題)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),可以判斷方程的一個(gè)根所在的區(qū)間是(
)x101230.3712.727.3920.0912345A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)零點(diǎn)概念及零點(diǎn)存在定理判斷即可.【詳解】設(shè),由表格中的數(shù)據(jù)得,,,,,,所以,又的圖象是連續(xù)不斷的,所以在內(nèi)有零點(diǎn).故選:.4.(2024·四川成都·二模)已知函數(shù),若存在m使得關(guān)于x的方程有兩不同的根,則t的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】根據(jù)題意,利用冪函數(shù)的性質(zhì),得到函數(shù)y=fx【詳解】由函數(shù),可得函數(shù)y=fx在,上為增函數(shù),當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,若存在m使得關(guān)于x的方程有兩不同的根,只需,解得或,所以t的取值范圍為.故選:B.5.(2324高一上·浙江杭州·期中)在數(shù)學(xué)中,布勞威爾不動點(diǎn)定理是拓?fù)鋵W(xué)里一個(gè)非常重要的不動點(diǎn)定理,它可應(yīng)用到有限維空間,并構(gòu)成一般不動點(diǎn)定理的基石.布勞威爾不動點(diǎn)定理得名于荷蘭數(shù)學(xué)家魯伊茲·布勞威爾(L·E·J·Brouwer),簡單的講就是對于滿足一定條件的圖象不間斷的函數(shù),存在一個(gè)點(diǎn),使得,那么我們稱該函數(shù)為“不動點(diǎn)”函數(shù).下列為“不動點(diǎn)”函數(shù)的是(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】由題,若方程在函數(shù)定義域內(nèi)有解,則函數(shù)為“不動點(diǎn)”函數(shù),據(jù)此可判斷選項(xiàng)正誤.【詳解】A選項(xiàng),,方程無解,則不是“不動點(diǎn)”函數(shù),A錯(cuò)誤;B選項(xiàng),,方程判別式,方程無解,則不是“不動點(diǎn)”函數(shù),B錯(cuò)誤;C選項(xiàng),,方程無解,則不是“不動點(diǎn)”函數(shù),C錯(cuò)誤;D選項(xiàng),,方程有兩解,則是“不動點(diǎn)”函數(shù),D正確.故選:D6.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】法一:轉(zhuǎn)化成一元二次方程在0,+∞上有兩個(gè)不同的解的問題;法二:分離參數(shù),轉(zhuǎn)化成兩個(gè)函數(shù)圖像在0,+【詳解】法一:因?yàn)椋矣袃蓚€(gè)零點(diǎn),所以方程在0,+∞上有兩個(gè)不同的解,所以解得.法二:由得,因?yàn)橛袃蓚€(gè)零點(diǎn),所以直線與函數(shù)的圖像有兩個(gè)交點(diǎn).函數(shù)的圖像如圖,由圖可知.故選:D.7.(2024·上海松江·二模)已知某個(gè)三角形的三邊長為、及,其中.若,是函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】由a,b為函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn)可得,即可得、,由兩邊之和大于第三邊,結(jié)合題意可得.【詳解】由為函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn),故有,即恒成立,故,,則,,由a,b,c為某三角形的三邊長,且,故,且,則,因?yàn)楸厝怀闪?,所以,即,解得,所以,故的取值范圍是?故選:B.8.(2024高三下·全國·競賽)當(dāng)取得最小值時(shí),的值為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】分別作出,,的圖象,找到取得最小值時(shí)所對應(yīng)的點(diǎn),建立方程求解即可.【詳解】解:分別作出,,的圖象,根據(jù),如下圖:由圖象可得取得最小值時(shí),點(diǎn)為,即為和的交點(diǎn),,解得:,由圖可知點(diǎn)在第二象限,,故選:A.9.(2324高三下·河南鄭州·階段練習(xí))若定義域?yàn)榈钠婧瘮?shù)滿足,則在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù)至少為(
)A.5 B.6 C.7 D.8【答案】C【分析】運(yùn)用奇函數(shù)性質(zhì),結(jié)合周期函數(shù)性質(zhì),賦值即可求解.【詳解】由是定義域?yàn)镽的奇函數(shù)可得,再由可得函數(shù)周期為1,,中取得,所以,,,,所以在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù)至少為7.故選:C.10.(2425高三上·廣東廣州·開學(xué)考試)已知函數(shù),若方程有3個(gè)不同的實(shí)根,則實(shí)數(shù)m取值范圍值是(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】求解二次方程,即可求得的結(jié)果,根據(jù)的圖像,數(shù)形結(jié)合,即可容易求得參數(shù)的范圍,屬中檔題.【詳解】由,得或,作出的圖象,如圖所示,由圖可知,要使方程有3個(gè)不同的實(shí)根,當(dāng),即時(shí),,符合題意,當(dāng),即時(shí),,符合題意,所以所求范圍是.故選:C.二、多選題11.(2324高一下·云南曲靖·期中)已知不等式的解集為,則以下選項(xiàng)正確的有(
)A.B.C.函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)2和3D.的解集為或x>12【答案】ACD【分析】由題意,方程的根為和,由韋達(dá)定理可知,,判斷;結(jié)合二次函數(shù)的圖象知當(dāng)時(shí),,判斷;由不等式的解集為,判斷;由韋達(dá)定理可知,,代入,求解不等式即可.【詳解】不等式的解集為,所以根據(jù)一元二次不等式解法可知,且,,,,則,正確;由二次函數(shù)的圖象知當(dāng)時(shí),,故,錯(cuò)誤;方程的根為和,顯然正確;由,可知:,,代入,得,由可得,解得或,故的解集為或,正確;故選:.12.(2324高二下·河北滄州·期末)已知函數(shù)關(guān)于的方程有從小到大排列的四個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,若,則(
)A. B.C.的最小值為 D.的最大值為【答案】AC【分析】對于A和B,根據(jù)題意畫出分段函數(shù)的圖像,將方程的根的問題轉(zhuǎn)化為與的交點(diǎn)即可,通過觀察圖象直接判斷;對于C和D,可以借助二次函數(shù)的對稱性,得到運(yùn)用將未知數(shù)減少,轉(zhuǎn)化為函數(shù)后用基本不等式可求出的范圍即可解決.【詳解】在平面直角坐標(biāo)系內(nèi)作出函數(shù)y=fx關(guān)于的方程有從小到大排列的四個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,等價(jià)于與有四個(gè)不同交點(diǎn),則,顯然正確.令,則或,所以或,所以,當(dāng)時(shí)最小,數(shù)形結(jié)合有,故B不正確.運(yùn)用二次函數(shù)對稱性,可知,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號,故C正確.根據(jù)圖象,則無最大值,故D不正確.故選:AC.13.(2425高三上·吉林長春·階段練習(xí))已知定義域?yàn)镽的函數(shù)滿足不恒為零,且,,,則下列結(jié)論正確的是(
)A.B.是奇函數(shù)C.的圖象關(guān)于直線對稱D.在上有6個(gè)零點(diǎn)【答案】AB【分析】根據(jù)題設(shè)確定函數(shù)的周期和對稱中心,利用這兩個(gè)條件可得推出B正確;結(jié)合函數(shù)定義域,可得A正確;利用函數(shù)性質(zhì)可得函數(shù)在上有8個(gè)零點(diǎn),排除D項(xiàng);對于C,結(jié)合D的結(jié)果,通過舉例說明排除即可.【詳解】由①可得,函數(shù)的周期為6;由可得,②,即函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)成中心對稱;又由②式可得,,結(jié)合①式可得,,故B正確;又因是定義域?yàn)镽的函數(shù),故,即得,,故A正確;對于D,由上分析,,,由的圖象關(guān)于點(diǎn)成中心對稱,是定義域?yàn)镽的函數(shù)可知,,,,,,,故函數(shù)在上有8個(gè)零點(diǎn),故D錯(cuò)誤;對于C,因,且,而的值不能確定,即得不到,故C錯(cuò)誤.故選:AB.14.(2324高一上·陜西寶雞·期末)若函數(shù)在時(shí),值域也為,則稱為的“保值區(qū)間”.下列結(jié)論正確的是(
)A.函數(shù)不存在保值區(qū)間B.函數(shù)有無數(shù)多個(gè)保值區(qū)間C.若函數(shù)存在保值區(qū)間,則D.若函數(shù)存在保值區(qū)間,則【答案】BCD【分析】對于A,結(jié)合的單調(diào)性,令,解方程即可;對于B,由題可知,當(dāng)時(shí),函數(shù)可能存在保值區(qū)間,結(jié)合函數(shù)fx=1x的單調(diào)性,可得,所以當(dāng)時(shí),函數(shù)的保值區(qū)間為,最后由的任意性即可判斷;對于C,分和兩種情況,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性即可求解;對于D,由函數(shù)的單調(diào)性知,即方程在上有兩解,令,換元得在上有兩解,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為函數(shù)的圖象與有兩個(gè)交點(diǎn),結(jié)合圖象即可得解.【詳解】對于A,在和0,+∞上單調(diào)遞增,令,得,解得或,故存在保值區(qū)間,故A錯(cuò)誤;對于B,由,可知當(dāng)時(shí),函數(shù)可能存在保值區(qū)間,因?yàn)楹瘮?shù)fx=1則有,可得,即,解得,所以當(dāng)時(shí),函數(shù)的保值區(qū)間為,由的任意性,可知函數(shù)有無數(shù)多個(gè)保值區(qū)間,故B正確;對于C,若存在保值區(qū)間,①當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,故,解得;②當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,在1,2上單調(diào)遞增,因?yàn)?,所以,解得(舍去),綜上,,故C正確;對于D,函數(shù)在上單調(diào)遞增,若存在保值區(qū)間,則,可知方程在上有兩解,令,有,則方程可化為,所以在上有兩解,令,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又,,所以函數(shù)的大致圖象如圖所示,因?yàn)樵谏嫌袃山?,所以在上有兩解,即函?shù)的圖象與有兩個(gè)交點(diǎn),由圖可知,,故D正確.故選:BCD.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題主要考查了新定義問題與函數(shù)的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是充分理解“保值區(qū)間”的概念,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性與值域,結(jié)合換元法求解即可.三、填空題15.(2324高一上·上海·期末)若函數(shù)在區(qū)間的一個(gè)零點(diǎn)的近似值用二分法逐次計(jì)算列表如下:那么方程的一個(gè)近似解為(精確到0.1)【答案】【分析】根據(jù)題意,由表格中的數(shù)據(jù),結(jié)合二分法的規(guī)則,由近似解的要求分析,即可求解.【詳解】由表格中的數(shù)據(jù),可得函數(shù)的零點(diǎn)在區(qū)間之間,結(jié)合題設(shè)要求,可得方程的一個(gè)近似解為.故答案為:.16.(2324高一上·江西撫州·期末)在用二分法求方程的正實(shí)數(shù)跟的近似解(精確度)時(shí),若我們選取初始區(qū)間是,為達(dá)到精確度要求至少需要計(jì)算的次數(shù)是.【答案】7【分析】利用二分法的定義列出不等式求解即可.【詳解】設(shè)至少需要計(jì)算次,則滿足,即,由于,故要達(dá)到精確度要求至少需要計(jì)算7次.故答案為:717.(2324高一上·海南??凇るA段練習(xí))已知,在區(qū)間上有一個(gè)零點(diǎn),則.若用二分法求的近似值(精確度0.1),則至少需要將區(qū)間等分次.【答案】14【分析】根據(jù)零點(diǎn)、二分法等知識求得正確答案.【詳解】在上為減函數(shù),又,∴的零點(diǎn),故.設(shè)至少需等分次,則且,解得,故至少需等分4次.故答案為:;18.(2324高一上·北京·階段練習(xí))已知函數(shù)圖象是連續(xù)不斷的,并且是上的增函數(shù),有如下的對應(yīng)值表1234①;②在上存在零點(diǎn);③有且僅有1個(gè)零點(diǎn);④可能無零點(diǎn)則正確的序號為________.【答案】①③【分析】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合表格中的數(shù)據(jù)和利用零點(diǎn)存在性定理判斷.【詳解】對于①,因?yàn)楹瘮?shù)是上的增函數(shù),所以,故①正確;對于②,因?yàn)楹瘮?shù)是上的增函數(shù),所以當(dāng)時(shí),,故②錯(cuò)誤;對于③,因?yàn)楹瘮?shù)是上的增函數(shù),且,即,所以函數(shù)有且僅有一個(gè)在區(qū)間的零點(diǎn),故③正確;對于④,因?yàn)楹瘮?shù)連續(xù),且,即,所以函數(shù)在區(qū)間上一定存在零點(diǎn),故④錯(cuò)誤,故答案為:①③19.(2021高一上·內(nèi)蒙古赤峰·期末)若函數(shù)在上有兩個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍為【答案】【分析】根據(jù)題中條件,列出不等式組,解出即可.【詳解】因?yàn)樵谏嫌袃蓚€(gè)零點(diǎn),所以,,解得.故答案為:.20.(2425高三上·山西呂梁·開學(xué)考試)已知函數(shù)在區(qū)間有零點(diǎn),則的取值范圍是.【答案】【分析】函數(shù)的零點(diǎn)可以轉(zhuǎn)化為與函數(shù)放入圖象有交點(diǎn)即可,因此只需確定再區(qū)間的范圍即可.【詳解】令,當(dāng)時(shí),,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等,且,所以若在區(qū)間有零點(diǎn),只需與函數(shù)有交點(diǎn)即可,所以的取值范圍是.故答案為:四、解答題21.(2425高一上·全國·課后作業(yè))已知函數(shù).(1)當(dāng)m為何值時(shí),函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)、一個(gè)零點(diǎn)、無零點(diǎn);(2)若函數(shù)恰有一個(gè)零點(diǎn)在原點(diǎn)處,求m的值;(3)若有兩個(gè)根,且一個(gè)根大于2,一個(gè)根小于2,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.【答案】(1)當(dāng)時(shí),函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),函數(shù)有一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),函數(shù)無零點(diǎn);(2)(3)【分析】(1)函數(shù)的零點(diǎn)即為對應(yīng)方程的實(shí)數(shù)根,由零點(diǎn)個(gè)數(shù)利用判別式可得到的取值范圍;(2)函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn)在原點(diǎn),說明0是對應(yīng)方程的根,解方程求m的值;(3)由二次方程根的分布,有,解不等式可得實(shí)數(shù)m的取值范圍.【詳解】(1)函數(shù),若函數(shù)有
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