【北师大版】2021版高考数学一轮复习第二章函数及其应用2.8 函数与方程
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2.8 函数与方程
核心考点·精准研析
考点一 判断函数零点所在区间
1.已知实数 a>1,0
1,00,由零点存在性定理可知
f(x)在区间(-1,0)上存在零点.
2.选 D.令 f(x)=0 得 x=ln x.作出函数 y= x 和 y=ln x 的图像,如图,
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显然 y=f(x)在 内无零点,在(1,e)内有零点.
3.选 B.因为函数 y=x2 与 y= 的图像交点为(x0,y0),则 x0 是方程 x2= 的解,也是函数
f(x)=x2- 的零点.
因为函数 f(x)在(0,+∞)上单调递增,f(2)=22-1=3>0,f(1)=1-2=-1<0,所以 f(1)·f(2)<0.由零点存在性定
理可知,方程的解在(1,2)内.
4.选 A.因为 a0,f(b)=(b-c)(b-a)<0,f(c)=(c-a)(c-b)>0,由函数零点存在性
定理可知:在区间(a,b),(b,c)内分别存在零点,又函数 f(x)是二次函数,最多有两个零点;因此函数 f(x)的
两个零点分别位于区间(a,b),(b,c)内.
确定函数零点所在区间的常用方法
(1)利用函数零点存在性定理.
(2)数形结合法.
【秒杀绝招】
用特殊值法可解 T2.
考点二 确定函数零点的个数
【典例】1.函数 f(x)=|x-2|-ln x 零点的个数为 ( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.(2019·全国卷Ⅲ)函数 f(x)=2sin x-sin 2x 在[0,2π]的零点个数为 ( )
A.2 B.3 C.4 D.5
3.已知函数 y=f(x)是周期为 2 的周期函数,且当 x∈[-1,1]时,f(x)=2|x|-1,则函数 F(x)=f(x)-|lg x|的零
点个数是 ( )
A.9 B.10 C.11 D.18
【解题导思】
序号联想解题
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1 由 f(x)=|x-2|-ln x 的零点,想到|x-2|=ln x.
2 由 f(x)=2sin x-sin 2x,想到化简,令 f(x)=0 求 sin x 与 cos x 的值.
3 由 F(x)=f(x)-|lg x|的零点个数,想到 f(x)=|lg x|.
【解析】1.选 C.作出函数 y=|x-2|与 g(x)=ln x 的图像,如图所示.由图像可知两个函数的图像有两个交点,
即函数 f(x)在定义域内有 2 个零点.
2.选 B.令 f(x)=2sin x-sin 2x=2sin x-2sin xcos x=2sin x(1-cos x)=0,
则 sin x=0 或 cos x=1,又 x∈[0,2π],所以 x=0,π,2π,共三个零点.
3.选 B.在同一平面直角坐标系内作出函数 y=f(x)与 y=|lg x|的大致图像如图,由图像可知,它们共有 10 个
不同的交点,因此函数 F(x)=f(x)-|lg x|的零点个数是 10.
函数零点个数的判断方法
(1)直接求零点.
(2)利用零点存在性定理再结合函数的单调性确定零点个数.
(3)利用函数图像的交点个数判断.
1.函数 f(x)=3x+x3-2 在区间(0,1)内的零点个数是 ( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【解析】选 B.由题意知 f(x)单调递增,且 f(0)=1+0-2=-1<0,f(1)=3+1-2=2>0,即 f(0)·f(1)<0 且函数 f(x)
在(0,1)内连续不断,所以 f(x)在区间(0,1)内有一个零点.
2.(2020·上饶模拟)已知函数 f(x)= 函数 g(x)=3-f(2-x),则函数 y=f(x)-g(x)的零点
个数为 ( )
A.2 B.3 C.4 D.5
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【解析】选 A.由已知条件可得 g(x)=3-f(2-x)= 函数 y=f(x)-g(x)的零点个数即为
函数 y=f(x)与 y=g(x)图像的交点个数,在平面直角坐标系内作出函数 y=f(x)与 y=g(x)的图像如图所示.
由图可知函数 y=f(x)与 y=g(x)的图像有 2 个交点,所以函数 y=f(x)-g(x)的零点个数为 2.
3.已知 f(x)= 则函数 y=2[f(x)]2-3f(x)+1 的零点个数是 .
【解析】由 2[f(x)]2-3f(x)+1=0 得 f(x)= 或 f(x)=1,作出函数 y=f(x)的图像.
由图像知 y= 与 y=f(x)的图像有 2 个交点,y=1 与 y=f(x)的图像有 3 个交点.
因此函数 y=2[f(x)]2-3f(x)+1 的零点有 5 个.
答案:5
考点三 函数零点的应用
命题
精解
读
1.考什么:(1)由函数的零点有无、个数求参数值或范围、图像的交点、解方程、解不等式等问
题.
(2)考查数学运算、直观想象、逻辑推理等核心素养.
2.怎么考:多以选择、填空题的形式考查.
3.新趋势:以函数图像与性质为载体,图像与性质、数与形、求参数值或范围交汇考查.
学霸
好方
法
已知函数有零点求参数值或取值范围常用的方法和思路:
(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围.
(2)分离参数法:将参数分离,转化成求函数值域的问题加以解决.
(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图像,然后数形结合求
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解.
由零点的个数求参数值或范围
【典例】已知函数 f(x)= g(x)=f(x)+x+a.若 g(x)存在 2 个零点,则 a 的取值范围是 ( )
A.[-1,0) B.[0,+∞)
C.[-1,+∞) D.[1,+∞)
【解析】选 C.画出函数 f(x)的图像,y=ex 在 y 轴右侧的图像去掉,再画出直线 y=-x,并上下移动,可以发现
当直线过点(0,1)时,直线与函数图像有两个交点,并且向下可以无限移动,都可以保证直线与函数的图像
有两个交点,即方程 f(x)=-x-a 有两个解,也就是函数 g(x)有两个零点,此时满足-a≤1,即 a≥-1.
已知函数零点个数求有关参数的取值范围问题的关键是什么?
提示:关键是将函数零点个数问题转化为方程解的个数,或两个函数图像交点的个数问题,再去求解.
由函数有无零点求参数
【典例】若函数 f(x)=4x-2x-a,x∈[-1,1]有零点,则实数 a 的取值范围是 .
【解析】因为函数 f(x)=4x-2x-a,x∈[-1,1]有零点,所以方程 4x-2x-a=0 在[-1,1]上有解,即方程 a=4x-2x 在
[-1,1]上有解.
方程 a=4x-2x 可变形为 a= - ,
因为 x∈[-1,1],所以 2x∈ ,
令 2x=t,t∈ ,a= - ,0≤t- ≤ ,0≤ ≤ ,- ≤ - ≤2,
所以 a= - 的范围为 ,
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所以实数 a 的取值范围是 .
答案:
函数有(或无)零点如何求参数的范围?
提示:先分离参数,再依据有(或无)零点得出等式(或不等式),最后得出结论.
与函数零点有关的比较大小
【典例】(2019·承德模拟)已知 a 是函数 f(x)=2x-lo x 的零点,若 00
C.f(x0)<0 D.f(x0)的符号不确定
【解析】选 C.在同一平面直角坐标系中作出函数 y=2x,y=lo x 的图像,由图像可知,当 01)在(0,+∞)上恰有 4 个互不相同的零点,则实数 a 的值为________________.
【解析】当 x∈ 时,f(x)=1-|2x-1|= ,且 f(x)是定义在 R 上且周期为 的
周期函数,因为函数 y=f(x)-logax(a>1)在(0,+∞)上恰有 4 个互不相同的零点,所以函数 y=f(x)与
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y=logax(a>1)在(0,+∞)上恰有 4 个不同的交点,分别画出两函数图像如图所示,由图可知,当 x= 时,有
loga =1,所以 a= .
答案:
1.(2020·包头模拟)已知函数 f(x)=ln x+3x-8 的零点 x0∈[a,b],且 b-a=1,a,b∈N*,则 a+b= ( )
A.0 B.2 C.5 D.7
【解析】选 C.因为 f(2)=ln 2+6-8=ln 2-2<0,f(3)=ln 3+9-8=ln 3+1>0,且函数 f(x)=ln x+3x-8 在(0,+∞)
上为单调递增函数,所以 x0∈[2,3],即 a=2,b=3,所以 a+b=5.
2.已知 a 为正常数,f(x)= 若∃x1,x2∈R,使 f(x1)=f(x2),则实数 a 的取值范围
是 .
【解析】由于 a>0,函数 y=x2+ax+3 在[0,+∞)上单调递增,当 x=0 时有最小值为 3.在 x<0 时,函数为增函数,
要使 x1,x2 存在,使得 f(x1)=f(x2),则需 20+a>3,解得 a>2.
答案:(2,+∞)
