高考数学一轮复习全程复习构想·数学(文)【统考版】 第八节 函数与方程(课件)
展开最新考纲结合二次函数的图象,了解函数的零点与方程根的联系,判断一元二次方程根的存在性及根的个数. 考向预测考情分析:本节的常考点有判断函数零点所在区间、确定函数零点个数及利用函数零点解决一些参数问题,其中利用零点解决一些参数问题仍是高考考查的热点,题型多以选择题为主,属中档题.学科素养:通过函数零点的判断与求解考查直观想象、逻辑推理的核心素养.
一、必记2个知识点1.函数的零点(1)概念:对于一般函数y=f(x),我们把使________的实数x叫做函数y=f(x)的零点.(2)函数的零点、函数的图象与x轴的交点、对应方程的根的关系:
2.函数零点存在定理(1)条件:①如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线;②________<0.(2)结论:函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,即存在c∈(a,b),使得________,这个c也就是方程f(x)=0的解.
二、必明3个常用结论1.若连续不断的函数f(x)在定义域上是单调函数,则f(x)至多有一个零点.函数的零点不是一个“点”,而是方程f(x)=0的实根.2.由函数y=f(x)(图象是连续不断的)在闭区间[a,b]上有零点不一定能推出f(a)·f(b)<0,如图所示,所以f(a)·f(b)<0是y=f(x)在闭区间[a,b]上有零点的充分不必要条件.3.周期函数如果有零点,则必有无穷多个零点.
三、必练4类基础题(一)判断正误1.判断下列说法是否正确(请在括号中打“√”或“×”).(1)函数f(x)=x2-1的零点是(-1,0)和(1,0).( )(2)函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点(函数图象连续不断),则一定有f(a)·f(b)<0.( )(3)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)在b2-4ac<0时没有零点.( )(4)若连续不断的函数f(x)在(a,b)上单调且f(a)·f(b)<0,则函数f(x)在[a,b]上有且只有一个零点.( )
(三)易错易混4.(忽视二次项系数为0的情况)若函数f(x)=2ax2-x-1在(0,1)内恰有一个零点,则实数a的取值范围是( )A.(-1,1) B.[1,+∞)C.(1,+∞) D.(2,+∞)
解析:若函数f(x)=2ax2-x-1在区间(0,1)内恰有一个零点,则方程2ax2-x-1=0在区间(0,1)内恰有一个根,若a=0,则方程2ax2-x-1=0可化为:-x-1=0方程的解为-1,不成立;若a<0,则方程2ax2-x-1=0不可能有正根,故不成立;若a>0,则Δ=1+8a>0,且c=-1<0;故方程有一正一负两个根,故方程2ax2-x-1=0在区间(0,1)内恰有一个解可化为(2a·02-0-1)(2a·12-1-1)<0;解得,a>1;故实数a的取值范围是(1,+∞).
5.(不会用数形结合讨论二次方程根的分布)若二次函数f(x)=x2-2x+m在区间(0,4)上存在零点,则实数m的取值范围是________.
解析:由题意m=-x2+2x在(0,4)上有解,又-x2+2x=-(x-1)2+1,∴y=-x2+2x在(0,4)上的值域为(-8,1],∴-8
解析:方法一 函数f(x)=2sin x-sin 2x在[0,2π]的零点个数,即2sin x-sin 2x=0在区间[0,2π]的根个数,即2sin x=sin 2x,令h(x)=2sin x和g(x)=sin 2x,作出两函数在区间[0,2π]的图象如图所示,由图可知,h(x)=2sin x和g(x)=sin 2x在区间[0,2π]的图象的交点个数为3个.故选B.方法二 因为f(x)=2sin x-sin 2x=2sin x(1-cs x),x∈[0,2π],令f(x)=0,得2sin x(1-cs x)=0,即sin x=0或1-cs x=0,解得x=0,π,2π. 所以f(x)=2sin x-sin 2x在[0,2π]的零点个数为3个.
2.若a解析:∵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.
3.已知函数f(x)=lgax+x-b(a>0且a≠1).当2解析:对于函数y=lgax,当x=2时,可得y<1,当x=3时,可得y>1,在同一坐标系中画出函数y=lgax,y=-x+b的图象,判断两个函数图象的交点的横坐标在(2,3)内,∴函数f(x)的零点x0∈(n,n+1)时,n=2.
【对点训练】1.[2023·重庆调研]设函数f(x)=2|x|+x2-3,则函数y=f(x)的零点个数是( )A.4 B.3 C.2 D.1
解析:易知f(x)是偶函数,当x≥0时,f(x)=2x+x2-3,所以x≥0时,f(x)在[0,+∞)上是增函数,且f(1)=0,所以x=1是函数y=f(x)在[0,+∞)上的唯一零点.根据奇偶性,知x=-1是y=f(x)在(-∞,0)内的零点,因此y=f(x)有两个零点.
解析:f(x)=2sin x cs x-x2=sin 2x-x2,函数f(x)的零点个数可转化为函数y1=sin 2x与y2=x2图象的交点个数,在同一坐标系中画出y1=sin 2x与y2=x2的图象如图所示: 由图可知两函数图象有2个交点,则f(x)的零点个数为2.
考点三 函数零点的应用 [综合性]角度1 根据函数零点个数求参数[例2] (1)设实数a,b是关于x的方程|lg x|=c的两个不同实数根,且a解析:由题意知,如图,在(0,10)上,函数y=|lg x|的图象和直线y=c有两个不同交点,所以ab=1,0
微专题 11 解嵌套函数的零点问题 函数的零点是高考命题的热点,主要涉及判断函数零点的个数或范围,常考查三次函数与复合函数相关零点,与函数的性质和相关问题交汇.对于嵌套函数的零点,通常先“换元解套”,将复合函数拆解为两个相对简单的函数,借助函数的图象、性质求解.
解析:设t=f(x),令f(f(x))-a=0,则a=f(t).在同一坐标系内作y=a,y=f(t)的图象(如图).当a≥-1时,y=a与y=f(t)的图象有两个交点. 设交点的横坐标为t1,t2(不妨设t2>t1),则t1<-1,t2≥-1.当t1<-1时,t1=f(x)有一解;当t2≥-1时,t2=f(x)有两解;当a<-1时y=a与y=f(t)的图象只有一个交点,函数g(x)只有一个零点,不合题意,综上,当a≥-1时,函数g(x)=f(f(x))-a有三个不同的零点.
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