第二章 第九节 函数与方程
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一、选择题
1.若函数f (x )=ax +b 有一个零点是2,那么函数g (x )=bx 2-ax 的零点是( )
A .0,2
B .0,12
C .0,-12
D .2,-12
解析:∵2a +b =0,∴g (x )=-2ax 2-ax =-ax (2x +1),
所以零点为0和-12
. 答案:C
2.函数y =f (x )在区间(-2,2)上的图象是连续的,且方程f (x )=0在(-2,2)上仅有一个实根0,则f (-1)·f (1)的值( )
A .大于0
B .小于0
C .等于0
D .无法确定
解析:因f (x )在(-2,2)有一个零点,不能说明f (-2)f (2)的符号;如f (x )=x 2,更不能判断f (-1)·f (1)的值.
答案:D
3.函数f (x )=ln(x +1)-2x
的零点所在的大致区间是( ) A .(0,1) B .(1,2)
C .(2,e)
D .(3,4)
解析:∵f (1)·f (2)=(ln 2-2)·(ln 3-1)<0,
∴零点在(1,2)内.
答案:B
4.(2012·大庆实验中学模拟)根据表格中的数据,可以断定函数f (x )=e x -x -2的一个零点所在的区间是: x +2
1 2 3 4 5 x
-1 0 1 2 3 e x
0.37 1 2.72 7.39 20.09
A .(-1,0)
B .(1,2)
C .(0,1)
D .(2,3)
解析:f (1)=2.72-3<0,f (2)=7.39-4>0,
故f (1)f (2)<0.
∴由零点定理知一个零点所在区间是(1,2).
答案:B
5.(2011·陕西高考)方程|x |=cos x 在(-∞,+∞)内( )
A .没有根
B .有且仅有一个根
C .有且仅有两个根
D .有无穷多个根
解析:求解方程|x |=cos x 在(-∞,+∞)内根的个数问题,可转
化为求解函数f (x )=|x |和g (x )=cos x 在(-∞,+∞)内的交点个数问
题.由f (x )=|x |和g (x )=cos x 的图象易知有两交点,即原方程有且仅
有两个根.
答案:C
二、填空题
6.已知函数f (x )=4x +m ·2x +1有且只有一个零点,则实数m 的值为________. 解析:由题知:方程4x +m ·2x +1=0只有一个零点.
令2x =t (t >0),
∴方程t 2+m ·t +1=0只有一个正根,
∴由图象可知⎩⎪⎨⎪⎧
-m 2>0,Δ=0,
∴m =-2. 答案:-2
7.函数f (x )=(m -1)x 2+2(m +1)x -1的图象与x 轴只有一个交点,则实数m 的取值的集合是________.
解析:当m =1时,f (x )=4x -1,其图象和x 轴只有一个交点⎝⎛⎭⎫14,0.
当m ≠1时,依题意得Δ=4(m +1)2+4(m -1)=0,即m 2+3m =0,解得m =-3或m =0.
∴m 的取值的集合为{-3,0,1}.
答案:{-3,0,1}
三、解答题
8.已知函数f (x )=x 3-x 2+x 2+14
. 证明:存在x 0∈⎝⎛⎭
⎫0,12,使f (x 0)=x 0. 证明:令g (x )=f (x )-x .
∵g (0)=14,g ⎝⎛⎭⎫12=f ⎝⎛⎭⎫12-12=-18,
∴g (0)·g ⎝⎛⎭⎫12<0.
又函数g (x )在[0,12
]上连续, ∴存在x 0∈⎝⎛⎭
⎫0,12,使g (x 0)=0.即f (x 0)=x 0. 9.若g (x )=x +e 2x
(x >0),g (x )=m 有零点,求m 的取值范围. 解:法一:∵g (x )=x +e 2x ≥2e 2=2e ,
等号成立的条件是x =e ,
故g (x )的值域是[2e ,+∞),
因而只需m ≥2e ,则g (x )=m 就有零点.
法二:作出g (x )=x +e 2x (x >0)的大致图象如图:
可知若使g (x )=m 有零点,
则只需m ≥2e.
法三:由g (x )=m 得x 2-mx +e 2=0.
此方程有大于零的根且e 2>0,
故根据根与系数的关系得m >0,
故⎩⎪⎨⎪⎧ m >0,Δ=m 2-4e 2≥0等价于⎩⎪⎨⎪⎧
m >0,m ≥2e 或m ≤-2e , 故m ≥2e.
10.关于x 的二次方程x 2+(m -1)x +1=0在区间[0,2]上有解,求实数m 的取值范围. 解:设f (x )=x 2+(m -1)x +1,x ∈[0,2],
①若f (x )=0在区间[0,2]上有一解,
∵f (0)=1>0,则应有f (2)≤0,
又∵f (2)=22+(m -1)×2+1,∴m ≤-32
. ②若f (x )=0在区间[0,2]上有两解,则
⎩⎪⎨⎪⎧ Δ≥0,0<-m -12<2,
f (2)≥0
∴⎩⎪⎨⎪⎧ (m -1)2-4≥0,-3 4+(m -1)×2+1≥0.