2020-2021学年1.1 利用函数性质判定方程解的存在性课后测评
展开1.下列图象表示的函数中没有零点的是( )
2.已知函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2x-1,x≤1,,1+lg2x,x>1,))则函数f(x)的零点为( )
A.eq \f(1,2),0 B.-2,0
C.eq \f(1,2) D.0
3.若2是函数f(x)=x2-m的一个零点,则m=________.
4.对于函数f(x),若f(-1)·f(3)<0,则( )
A.方程f(x)=0一定有实数解
B.方程f(x)=0一定无实数解
C.方程f(x)=0一定有两实数解
D.方程f(x)=0可能无实数解
5.方程ex+4x-3=0的根所在的区间为( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,4),0)) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(1,4)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4),\f(1,2))) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),\f(3,4)))
6.方程lg3x+x=3的解所在的区间为( )
A.(0,2) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
7.f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x2+2x-3,x≤0,,-2+ln x,x>0))的零点个数为( )
A.3 B.2
C.1 D.0
8.方程lg2x-x+2=0的根的个数为________.
1.下列关于函数零点的说法正确的是( )
A.函数零点就是函数图象与x轴的交点
B.函数f(x)有几个零点,其图象与x轴就有几个交点
C.不存在没有零点的函数
D.若f(x)=0有且仅有两个相等的实根,则函数f(x)有两个零点
2.已知函数f(x)的图象是连续不断的,有如下的x,f(x)对应值表
由表可知方程f(x)=0的根至少有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
3.若x0是方程eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x=x的根,则x0属于区间( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3),1)) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),\f(2,3)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3),\f(1,2))) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(1,3)))
4.函数f(x)=2x|lg0.5x|-1的零点个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
5.已知函数f(x)=(x-a)(x-b)-2,并且α,β是方程f(x)=0的两个根,则a,b,α,β的大小关系可能是( )
A.a<αC.α6.(探究题)已知e是自然对数的底数,函数f(x)=ex+x-2的零点为a,函数g(x)=ln x+x-2的零点为b,则下列不等式中成立的是( )
A.a<1C.17.函数f(x)=3x-8的零点是________.
8.若方程2x-eq \f(2,x)-a=0的一个根在区间(1,2)内,则实数a的取值范围是________.
9.(易错题)已知方程x2-2ax+a2-4=0的一个实根在区间(-1,0)内,另一个实根大于2,则实数a的取值范围是________.
10.求证:方程5x2-7x-1=0的一个根在区间(-1,0)上,另一个根在区间(1,2)上.
1.(多选题)若函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,则下列说法错误的是( )
A.若f(a)·f(b)>0,则不存在实数c∈(a,b),使得f(c)=0
B.若f(a)·f(b)<0,则只存在一个实数c∈(a,b),使得f(c)=0
C.若f(a)·f(b)>0,则有可能存在实数c∈(a,b),使得f(c)=0
D.若f(a)·f(b)<0,则有可能不存在实数c∈(a,b),使得f(c)=0
2.若方程x2+2(m-1)x+2m+6=0有两个实根x1,x2,且满足0
第五章 函数应用
§1 方程解的存在性及方程的近似解
1.1 利用函数性质判定方程解的存在性
必备知识基础练
1.解析:通过函数图象与x轴的交点个数确定函数的零点,选A.
答案:A
2.解析:当x≤1时,令2x-1=0,得x=0.当x>1时,令1+lg2x=0,得x=eq \f(1,2),此时无解.综上所述,函数零点为0.选D.
答案:D
3.解析:∵2是函数f(x)=x2-m的一个零点,∴f(2)=0,得4-m=0,∴m=4.
答案:4
4.解析:因为函数f(x)的图象在(-1,3)上未必连续,所以尽管f(-1)·f(3)<0,但函数y=f(x)在(-1,3)上未必有零点,即方程f(x)=0可能无实数解.
答案:D
5.解析:令f(x)=ex+4x-3,∵feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)))=eq \r(4,e)-2<0,
feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))=eq \r(e)-1>0,∴feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)))·feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))<0,
∴方程ex+4x-3=0的根在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4),\f(1,2)))上.
答案:C
6.解析:令f(x)=lg3x+x-3,则f(2)=lg32+2-3=lg3eq \f(2,3)<0,f(3)=lg33+3-3=1>0,所以方程lg3x+x=3的解所在的区间为(2,3).
答案:C
7.解析:当x≤0时,由x2+2x-3=0,得x=-3;当x>0时,由-2+ln x=0,得x=e2.
故函数f(x)有2个零点,选B.
答案:B
8.解析:lg2x-x+2=0,即lg2x=x-2.令y1=lg2x,y2=x-2.
画出两个函数的大致图象,如图所示.
由图可知,两个函数有两个不同的交点.
所以方程lg2x-x+2=0有两个根.
答案:2
关键能力综合练
1.解析:函数零点指的是使f(x)=0的x的值,即函数图象与x轴交点的横坐标,所以A不正确;并不是所有的函数都有零点,比如函数y=2,故C不正确;两个相等的实根只算一个零点,所以D不正确.故选B.
答案:B
2.解析:∵f(2)f(3)<0,f(3)f(4)<0,f(4)f(5)<0,f(6)f(7)<0,∴函数f(x)至少有4个零点,即方程f(x)=0到少有4个实根.
答案:D
3.解析:设函数f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x-x,
则函数f(x)的图象是一条连续不断的曲线.
又f(0)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))0-0=1>0,feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))>0,
feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))<0,feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)))<0,f(1)=eq \f(1,2)-1=-eq \f(1,2)<0,所以feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))·feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))<0,
故函数f(x)的零点所在的区间为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3),\f(1,2))),
即方程eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x=xeq \f(1,3)的根x0属于区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3),\f(1,2))).
答案:C
4.解析:令f(x)=2x|lg0.5x|-1=0,可得|lg0.5x|=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x.
设g(x)=|lg0.5x|,h(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x,在同一坐标系下分别画出函数g(x),h(x)的图象,可以发现两个函数图象一定有2个交点,因此函数f(x)有2个零点.
答案:B
5.解析:由题意得,f(a)=f(b)<0,而f(α)=f(β)=0,借助图象可知(图略),a,b,α,β的大小关系有可能是α答案:C
6.解析:令f(x)=0,即ex+x-2=0,则ex=2-x.
令g(x)=0,即ln x+x-2=0,则ln x=2-x,设y1=ex,y2=ln x,y3=2-x.
在同一平面直角坐标系下,作出函数y1=ex,y2=ln x,y3=2-x的图象如图.
∵函数f(x)=ex+x-2的零点为a,函数g(x)=ln x+x-2的零点为b,
∴y1=ex与y3=2-x图象的交点的横坐标为a,y2=ln x与y3=2-x图象的交点的横坐标为b,
由图象知a<1答案:A
7.解析:由3x-8=0,得3x=8,所以x=lg38,故f(x)的零点是lg38.
答案:lg38
8.解析:令f(x)=2x-eq \f(2,x)-a,根据指数函数和反比例函数的性质可知函数f(x)=2x-eq \f(2,x)-a在区间(1,2)内是增函数,又函数f(x)=2x-eq \f(2,x)-a的一个零点在区间(1,2)内,所以f(1)<0,且f(2)>0,求解可得0答案:(0,3)
9.解析:设f(x)=x2-2ax+a2-4,结合零点存在性定理,得
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(f-1>0,,f0<0,,f2<0,))即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a2+2a-3>0,,a2-4<0,,a2-4a<0,))解得1答案:(1,2)
10.证明:由Δ=69>0,得方程有两个不等实根.
设f(x)=5x2-7x-1,则f(-1)=5+7-1=11,f(0)=-1,f(1)=5-7-1=-3,f(2)=20-14-1=5.
∵f(-1)·f(0)=-11<0,f(1)·f(2)=-15<0,且f(x)=5x2-7x-1的图象在R上是连续不断的,
∴f(x)在(-1,0)和(1,2)上分别有零点,
即方程5x2-7x-1=0的一个根在区间(-1,0)上,另一个根在区间(1,2)上.
学科素养升级练
1.解析:当零点在区间(a,b)内时,f(a)·f(b)>0也可能成立,因此A不正确,C正确;若y=f(x)满足零点存在性定理的两个条件,则在该区间内必存在零点,但个数不能确定,故B,D都不正确.选A、B、D.
答案:ABD
2.解析:设f(x)=x2+2(m-1)x+2m+6,依题意得
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(f0=2m+6>0,,f1=1+2m-1+2m+6<0,,f4=16+8m-1+2m+6>0))⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m>-3,,m<-\f(5,4),,m>-\f(7,5),))
解得-eq \f(7,5)
答案:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(7,5),-\f(5,4)))
3.解析:当x=0时,f(0)=a2-2a+2=(a-1)2+1>0,
因此x=0不是f(x)的零点.
当x=2时,f(2)=16-8a+a2-2a+2=a2-10a+18,
由f(2)=0,得a=5±eq \r(7).
若a=5+eq \r(7),则另一根x2=5+eq \r(7)-2=3+eq \r(7)∉[0,2],
若a=5-eq \r(7),则另一根x2=5-eq \r(7)-2=3-eq \r(7)∈[0,2].
∴a=5-eq \r(7)符合题意.
若f(x)在(0,2)内有两个零点,则
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(f0=a2-2a+2>0,,f2=a2-10a+18>0,,Δ=16a2-4×4a2-2a+2>0,⇒,0<\f(a,2)<2))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a>5+\r(7)或a<5-\r(7),,a>1,,0<a<4,))
解得1<a<5-eq \r(7).
综上所述,a的取值范围是(1,5-eq \r(7)].
必备知识基础练
进阶训练第一层
知识点一
函数零点的概念
知识点二
利用零点存在性定理判断方程的根所在区间
知识点三
判断函数的零点(或方程根)的个数
关键能力综合练
进阶训练第二层
x
1
2
3
4
f(x)
136.136
15.552
-3.92
10.88
x
5
6
7
f(x)
-52.488
-232.064
11.238
学科素养升级练
进阶训练第三层
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