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函数的零点与方程的解[A级 基础巩固]1.下列函数中,是奇函数且存在零点的是( )A.y=|x| B.y=2x2-3C.y=x3-xD.y=解析:选C 对于选项A,y=|x|是偶函数,与题意不符;对于选项B,y=2x2-3是偶函数,与题意不符;对于选项C,y=x3-x是奇函数,且存在零点x=-1,0,1与题意相符;对于选项D,y=是奇函数,但不存在零点,与题意不符.故选C.2.已知函数f(x)=方程f(x)·[f(x)-b]=0,b∈(0,1),则方程的根的个数是( )A.2B.3C.4D.5解析:选D 由f(x)[f(x)-b]=0,得f(x)=0或f(x)=b,作出f(x)的图象如图.由图象知,f(x)=0有2个根,f(x)=b(0<b<1)有3个根,因此方程共有5个根,故选D.3.函数f(x)=x3-x+1的零点所在的区间是( )A.(-2,-1)B.(-1,0)C.(0,1)D.(1,2)解析:选A f(-2)=-5,f(-1)=1,f(0)=1,f(1)=1,f(2)=7.因为f(-2)·f(-1)<0,f(-1)·f(0)>0,f(0)·f(1)>0,f(1)·f(2)>0,所以函数f(x)=x3-x+1的零点所在的区间是(-2,-1),故选A.4.函数f(x)=ax2+bx+c,若f(1)>0,f(2)<0,则f(x)在(1,2)上的零点( )A.至多有一个B.有一个或两个C.有且仅有一个D.一个也没有解析:选C 若a=0,则f(x)=bx+c是一次函数,由f(1)·f(2)<0得零点只有一个;若a≠0,则f(x)=ax2+bx+c为二次函数,若f(x)在(1,2)上有两个零点,则必有f(1)·f(2)>0,与已知矛盾.故选C.5.若函数f(x)=ax+1在区间(-1,1)上存在一个零点,则实数a的取值范围是( )5
A.a>1B.a<1C.a<-1或a>1D.-1<a<1解析:选C 函数f(x)=ax+1在区间(-1,1)上存在一个零点,则f(-1)·f(1)<0,即(1-a)·(1+a)<0,解得a<-1或a>1,故选C.6.已知函数f(x)=若关于x的方程f(x)=k有两个不等的实数根,则实数k的取值范围是________.解析:作出函数f(x)的图象,由图象知,当0<k≤1时,y=k与y=f(x)的图象有两个交点,此时方程f(x)=k有两个不等实数根,所以0<k≤1.答案:(0,1]7.若函数f(x)=x2-ax+b的两个零点是2和3,则函数g(x)=bx2-ax-1的零点是________.解析:∵函数f(x)=x2-ax+b的两个零点是2和3,∴即∴g(x)=6x2-5x-1,∴g(x)的零点为1和-.答案:1和-8.函数f(x)=|x-2|-lnx的零点的个数为________.解析:由题意知,函数f(x)的定义域为(0,+∞),函数f(x)在(0,+∞)内的零点就是方程|x-2|-lnx=0的根.令y1=|x-2|,y2=lnx(x>0),在同一平面直角坐标系中画出两个函数的图象,由图知,两个函数图象有两个交点,故方程|x-2|-lnx=0有2个根,即对应函数有2个零点.答案:29.已知函数f(x)=2x-x2,方程f(x)=0在区间[-1,0]内是否有解,为什么?解:有解.因为f(-1)=2-1-(-1)2=-<0,f(0)=20-02=1>0,且函数f(x)=2x-x2的图象是连续曲线,所以f(x)在区间[-1,0]内有零点,即方程f(x5
)=0在区间[-1,0]内有解.10.已知函数f(x)=x2-bx+3.(1)若f(0)=f(4),求函数f(x)的零点;(2)若函数f(x)一个零点大于1,另一个零点小于1,求b的取值范围.解:(1)由f(0)=f(4)得3=16-4b+3,即b=4,所以f(x)=x2-4x+3,令f(x)=0即x2-4x+3=0得x1=3,x2=1.所以f(x)的零点是1和3.(2)因为f(x)的零点一个大于1,另一个小于1,如图.需f(1)<0,即1-b+3<0,所以b>4.故b的取值范围为(4,+∞).[B级 综合运用]11.(多选)若函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象为连续不断的一条曲线,则下列说法中错误的有( )A.若f(a)f(b)>0,则不存在实数c∈(a,b),使得f(c)=0B.若f(a)f(b)<0,则存在且只存在一个实数c∈(a,b),使得f(c)=0C.若f(a)f(b)>0,则有可能存在实数c∈(a,b),使得f(c)=0D.若f(a)f(b)<0,则有可能不存在实数c∈(a,b),使得f(c)=0解析:选ABD 对函数f(x)=x2,f(-1)f(1)>0,但f(0)=0,故A错误;对于函数f(x)=x3-x,f(-2)<2,f(2)>0,但f(0)=f(-1)=f(1)=0,故B错误;函数f(x)=x2满足C,故C正确;由函数零点存在定理知D错误.12.(2021·浙江嘉兴一中高一月考)已知函数f(x)=|log2x|,g(x)=则方程|f(x)-g(x)|=1的实数根的个数为( )A.2B.3C.4D.5解析:选C 由|f(x)-g(x)|=1得,f(x)-g(x)=±1,∴f(x)=g(x)+1或f(x)=g(x)-1.在同一坐标系中作出y=f(x)与y=g(x)+1的图象,如图所示.5
由图象知,f(x)=g(x)+1有3个不同的实数根.在同一坐标系作出y=f(x)与y=g(x)-1的图象,如图所示.由图象知,f(x)=g(x)-1有一个实数根.因此,|f(x)-g(x)|=1的实数根的个数为4,故选C.13.函数f(x)=|4x-x2|-a的零点的个数为3,则a=________.解析:令函数f(x)=|x2-4x|-a=0,可得|x2-4x|=a.由于函数f(x)=|x2-4x|-a的零点个数为3,故函数y=|x2-4x|的图象和直线y=a有3个交点,如图所示:故a=4.答案:414.已知函数f(x)=|x2-4|+x2+ax,a∈R.(1)若f(x)为偶函数,求实数a的值;(2)当a=4时,求函数f(x)的零点;(3)若方程f(x)=0在(0,4)上有两个不同的实数根x1,x2(x1<x2),求实数a的取值范围.解:(1)由f(-x)=f(x)得|x2-4|+x2-ax=|x2-4|+x2+ax,即2ax=0对任意实数x都成立,∴a=0.(2)当x∈[-2,2]时,f(x)=4+4x,令4+4x=0,解得x=-1;当x>2或x<-2时,f(x)=2x2+4x-4,令2x2+4x-4=0,解得x=-1±,∴x=-1-.综上,函数f(x)的零点为-1和-1-.(3)当|x|≤2时,f(x)=ax+4,方程ax+4=0在(0,4)上最多有一个实数根;当|x|>2时,f(x)=2x2+ax-4,可得方程2x2+ax-4=0,若x1,x2均为该方程的两个根,则x1·x2=-2,不合题意.故x1∈(0,2],x2∈(2,4).由ax1+4=0得a=-,∴a≤-2;5
由2x+ax2-4=0得a=-2x2,∴-7<a<-2.综上所述,a的取值范围为-7<a<-2.[C级 拓展探究]15.已知函数f(x)=x2-(k-2)x+k2+3k+5有两个零点.(1)若函数的两个零点分别是-1和-3,求k的值;(2)若函数的两个零点分别是α和β,求α2+β2的取值范围.解:(1)∵-1和-3是函数f(x)的两个零点,∴-1和-3是方程x2-(k-2)x+k2+3k+5=0的实数解.则解得k=-2.(2)由题意知α和β是方程x2-(k-2)x+k2+3k+5=0的实数解,∴则∴α2+β2在区间内的取值范围为.故α2+β2的取值范围为.5
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