第11讲 函数与方程学生(新高一培优十六讲系列)
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第11讲函数的零点
[玩前必备]
1.函数的零点
(1)函数零点的定义
对于函数y=f(x) (x∈D),把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x) (x∈D)的零点.
(2)几个等价关系
方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.
(3)函数零点的判定(零点存在性定理)
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f(a)·f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个__c__也就是方程f(x)=0的根.
2.二次函数y=ax2+bx+c (a>0)的图象与零点的关系
对于在区间[a,b]上连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间一分为二,使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.
[玩转典例]
题型一求函数的零点
例1求下列函数的零点:
(1)f(x)=-x2-2x+3;
(2)f(x)=x4-1.
(3)函数f(x)=(lg x)2-lg x的零点为________
[玩转跟踪]
1.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧
2x -1,x ≤1,1+log 2x ,x >1,则函数f (x )的零点为( ) A.12,0 B .-2,0 C.12
D .0 2.求函数y =(ax -1)(x +2)的零点.
题型二 函数零点个数或所在区间的判断
例2 (1)设x 0是方程ln x +x =4的解,则x 0属于( )
A .(0,1)
B .(1,2)
C .(2,3)
D .(3,4)
(2)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧
ln x -x 2+2x ,x >0,4x +1, x ≤0的零点个数是________. [玩转跟踪]
1.(1)函数f (x )=2x +3x 的零点所在的一个区间是( )
A .(-2,-1)
B .(-1,0)
C .(0,1)
D .(1,2)
(2)若定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x +2)=f (x ),且当x ∈[0,1]时,f (x )=x ,则函数y =f (x )-log 3|x |的零点个数是( )
A .多于4个
B .4个
C .3个
D .2个
题型三 参数范围问题
例3 (1)函数f (x )=∣4x -x 2∣-a 的零点的个数为3,则a = .
(2) 函数y =⎝⎛⎭⎫12|x |-m 有两个零点,则m 的取值范围是________.
例4 已知关于x 的二次方程ax 2-2(a +1)x +a -1=0有两个根,且一个根大于2,另一个根小于2,试求实数a 的取值范围.
[玩转跟踪]
1.设方程|x 2-3|=a 的解的个数为m ,则m 不可能等于( )
A .1
B .2
C .3
D .4
2.已知关于x 的二次方程x 2+2mx +2m +1=0.若方程有两根,其中一根在区间(-1,0)内,另一根在区间(1,2)内,求m 的取值范围.
题型四 用二分法求方程的近似解
例5 设f (x )=3x +3x −8,用二分法求方程3x +3x −8=0在区间(1,2)上近似解的过程中,计算得到f (1)<0,f (1.25)<0,f (1.5)>0,f (1.75)>0,则方程的根落在区间( )
A. (1,1.25)
B. (1.25,1.5)
C. (1.5,1.75)
D. (1.75,2)
[玩转跟踪]
1.用二分法研究函数f (x )=x 3+3x -1的零点时,第一次经计算f (0)<0,f (0.5)>0,可得其中一个零点x 0∈______,第二次应计算_____.以上横线上应填的内容为( )
A .(0,0.5),f (0.25)
B .(0,1),f (0.25)
C .(0.5,1),f (0.75)
D .(0,0.05),f (0.125)
[玩转练习]
1.函数f (x )=2x 2-3x +1的零点是( )
A.-12
,-1 B.12,1 C.12,-1 D.-12,1 2.函数f (x )=x 3-2x 2+2x 的零点个数是( )
A.0
B.1
C.2
D.3
3.函数y =x 2-bx +1有一个零点,则b 的值为( )
A.2
B.-2
C.±2
D.不存在
4.已知f (x )是定义域为R 的奇函数,且在(0,+∞)内的零点有1 007个,则f (x )的零点个数为( )
A.1 007
B.1 008
C.2 014
D.2 015
5.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧
x 2+2x -3,x ≤0,-2+x 2,x >0的零点为________. 6.若函数f (x )=2x 2-ax +3有一个零点为32
,则f (1)=________. 7.若函数f (x )=bx +2有一个零点为13
,则g (x )=x 2+5x +b 的零点是( ) A. -13
B. 1或-6
C. -1或6
D. 1或6 8.函数f (x )=2x +3x 的零点所在的一个区间是( )
A .(-2,-1)
B .(-1,0)
C .(0,1)
D .(1,2)
9.方程log 3x +x -3=0的解所在的区间是( )
A .(0,1)
B .(1,2)
C .(2,3)
D .(3,4)
10.方程|x 2-2x |=a 2+1(a >0)的解的个数是( )
A .1
B .2
C .3
D .4
11.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 2-3x .则函数g (x )=f (x )-x +3的零点的集合为( )
A .{1,3}
B .{-3,-1,1,3}
C .{2-7,1,3}
D .{-2-7,1,3}
12.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧
2x -1,x >0,-x 2-2x ,x ≤0,若函数g (x )=f (x )-m 有3个零点,则实数m 的取值范围是________.
13.用二分法求方程ln x -2+x =0在区间[1,2]上零点的近似值,先取区间中点c =32
,则下一个含根的区间是________.