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2.2函数与方程及函数的应用

答案:①③④⑤
2 高频考点·探循规律
考点1 函数零点的确定
【例1】
(1)(2015·湖北卷)函数f(x)=4cos2
x 2
cos
2π-x
-2sinx-
|ln(x+1)|的零点个数为__________.
解析:因为f(x)=4cos2
x 2
cos
π2-x
-2sinx-|ln(x+1)|=2(1+
cosx)·sinx-2sinx-|ln(x+1)|=sin2x-|ln(x+1)|,所以函数f(x)的零点
f(x0)=0,当x0<x1时,一定有f(x1)<0,故选A.
答案:A
考点 3 函数与方程的应用 【例 3】 (1)已知函数 f(x)=|x-2|+1,g(x)=kx.若方程 f(x)=g(x) 有两个不相等的实根,则实数 k 的取值范围是( )
A.0,12 B.21,1 C.(1,2) D.(2,+∞)
因此此时函数y=f[f(x)]+1有4个零点. 同理,当k<0时,函数y=f[f(x)]+1有1个零点,结合各选项知, 选D. 答案:D
考点2 函数零点的应用
【例2】 (1)已知f(x)是定义在R上且周期为3的函数,当x∈[0,3)
时,f(x)=|x2-2x+
1 2
|.若函数y=f(x)-a在区间[-3,4]上有10个零点(互
①a=-3,b=-3;②a=-3,b=2;③a=-3,b>2;④a= 0,b=2;⑤a=1,b=2.
解析:令f(x)=x3+ax+b,则f′(x)=3x2+a.对于①,由a=b=-3,得 f(x)=x3-3x-3,f′(x)=3(x+1)(x-1),f(x)极大值=f(-1)=-1<0,f(x)极小值= f(1)=-5<0,函数f(x)的图象与x轴只有一个交点,故x3+ax+b=0仅有一个 实根;对于②,由a=-3,b=2,得f(x)=x3-3x+2,f′(x)=3(x+1)(x- 1),f(x)极大值=f(-1)=4>0,f(x)极小值=f(1)=0,函数f(x)的图象与x轴有两个交 点,故x3+ax+b=0有两个实根;对于③,由a=-3,b>2,得f(x)=x3-3x +b,f′(x)=3(x+1)(x-1),f(x)极大值=f(-1)=2+b>0,f(x)极小值=f(1)=b-2 >0,函数f(x)的图象与x轴只有一个交点,故x3+ax+b=0仅有一个实根;对 于④,由a=0,b=2,得f(x)=x3+2,f′(x)=3x2≥0,f(x)在R上单调递增, 函数f(x)的图象与x轴只有一个交点,故x3+ax+b=0仅有一个实根;对于 ⑤,由a=1,b=2,得f(x)=x3+x+2,f′(x)=3x2+1>0,f(x)在R上单调递 增,函数f(x)的图象与x轴只有一个交点,故x3+ax+b=0仅有一个实根.
1.已知函数 f(x)=14x-cosx,则 f(x)在[0,2π]上的零点个数为(
)
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:函数 f(x)=41x-cosx 的零点个数为41x-cosx=0⇒41x=
cosx 的根的个数,即函数 h(x)=41x 与 g(x)=cosx 的图象的交点个数.如 图所示,在区间[0,2π]上交点个数为 3,故选 C.
对点训练 (1)若函数f(x)=3ax+1-2a在区间(-1,1)内存在一个
零点,则a的取值范围是( )
A.a>15
B.a>15或a<-1
C.-1<a<15 D.a<-1
解析:当a=0时,f(x)=1,与x轴无交点,不合题意,所以a≠0.
由于函数f(x)=3ax+1-2a在区间(-1,1)内是单调函数,则f(-1)f(1)
3.零点存在性定理 如果函数y=f(x)满足条件: (1)图象在闭区间[a,b]上连续不断, (2)f(a)·f(b)<0. 则f(x)在开区间(a,b)上存在零点(此处的零点仅指变号零点),个 数不定,若仅有变号零点,则有奇数个,反之不成立,即函数f(x)在 (a,b)上有零点,不一定有f(a)·f(b)<0,这不是一个等价条件.
A.a<b<c B.c<b<a C.c<a<b D.b<a<c
解析:在同一坐标系下分别画出函数y=2x,y=log3x,y=-
1 x
的图象,如图,观察它们与直线y=-x的交点情况可知a<b<c.
答案:A
⑰[方法规律] 1.函数的零点不是点 函数y=f(x)的零点就是方程f(x)=0的实数根,也就是函数y=f(x) 的图象与x轴交点的横坐标,所以函数的零点是一个数,而不是一个 点.在写函数零点时,所写的一定是一个数字,而不是一个坐标. 2.函数零点具有的性质 对于任意函数,只要它的图象是连续不间断的,其函数零点具有 以下性质: (1)当它通过零点(不是偶次零点)时,函数值变号; (2)相邻两个零点之间的所有函数值保持同号.
3.函数零点的判断方法 (1)直接求零点:令f(x)=0,如果能求出解,则有几个解就有几个 零点; 2零点存在性定理:利用定理不仅要求函数在区间[a,b]上是连 续不断的曲线,且fa·fb<0,还必须结合函数的图象与性质如单调
性、奇偶性才能确定函数有多少个零点;,3利用图象交点的个数:
画出两个函数的图象,看其交点的个数,其中交点的横坐标有几个不 同的值,就有几个不同的零点.
3.2012年国内房价持续上涨,政府各部门高度重视,联合出台 一系列房屋销售的严控措施,在2013年9月初房价逐步回落.某城市 建筑公司为谋得更多的利润,在2012年12月和2013年3月连续两次上 调新建楼房的价格,已知每次提价10%,在2013年10月为了尽快盘活 资金,建筑公司决定通过降价进行促销,若建筑公司想把价格恢复原 价,则应该降价约为( )
③当k>0时,有4个零点;
④当k<0时,Biblioteka 1个零点.则正确的判断是( )
A.①④ B.②③
C.①② D.③④
,下列是关于函数y=f[f(x)]+1
解析:如图,令f[f(x)]+1=0得f[f(x)]=-1.当k>0时,在平面直 角坐标系下画出函数f(x)的大致图象及直线y=-1,注意到直线y=- 1与函数f(x)的图象有2个交点,设其横坐标分别是t1、t2,则t1<0,0<t2 <1;再画出直线y=t1与y=t2,结合图象可知,直线y=t1与函数f(x)的 图象有2个不同的交点,直线y=t2与函数f(x)的图象有2个不同的交 点,
不相同),则实数a的取值范围是__________.
解析:函数y=f(x)-a在区间[-3,4]上有互不相同的10个零点,
即函数y=f(x),x∈[-3,4]与y=a的图象有10个不同交点.在坐标系
中作出函数f(x)在一个周期内的图象如图,可知当0<a<
1 2
时满足题
意.
答案:0,12
(2)函数f(x)=x2-ax+1在区间 21,3 上有零点,则实数a的取值范 围是( )
0,0<x≤1, |x2-4|-2,x>1,
则方程|f(x)+g(x)|=1实根的个数为__________.
解析:当0<x≤1时,f(x)=-lnx,g(x)=0,此时方程|f(x)+g(x)|=
递减,因为
1 2
<x<3,所以g(x)在
21,1
上单调递减,在(1,3)上单调递
增,所以当12<x<3时,2≤g(x)<130,所以a∈2,130. 答案:D
⑱[方法规律] 应用函数零点的情况求参数值或取值范围的“三个”方法
(1)利用零点存在的判定定理构建不等式求解. (2)分离参数后转化为求函数的值域(最值)问题求解. (3)转化为两熟悉的函数图象的上、下关系问题,从而构建不等 式求解.
A.20% B.17.5% C.17.4% D.16.5%
解析:设降价x%,房屋原来的价格为a,则两次提价后房屋的价 格为a(1+10%)2=1.21a,则由题意知1.21a(1-x%)=a,即1-x%= 1.121,故x%=12211≈17.355%,故可取17.4%.
答案:C
4.如图,某飞行器在4千米高空水平飞行,从距着陆点A的水平 距离10千米处开始下降,已知下降飞行轨迹为某三次函数图象的一部 分,则该函数的解析式为( )
2.方程的根 函数F(x)=f(x)-g(x)的零点就是方程f(x)=g(x)的实根,即函数y =f(x)的图象与函数y=g(x)的图象的交点的横坐标.函数与方程间要 灵活转化.
注意:零点不是点,对零点应理解为:函数f(x)的零点⇔方程f(x) =0的根⇔函数f(x)的图象与x轴交点的横坐标.例如,求函数f(x)=lnx -1的零点,可令lnx-1=0,得x=e,故函数f(x)的零点为e,而不是 点(e,0).
1 主干梳理·体验高考 1.函数的零点 (1)一般地,如果函数y=f(x)在实数a处的值等于零,即f(a)=0, 则a叫做这个函数的零点. (2)对于任意函数,只要它的图象是连续不间断的,其函数的零 点具有下列性质:①当它通过零点(不是偶次零点)时函数值变号;② 相邻两个零点之间的所有函数值保持同号.
A.(2,+∞) B.[2,+∞) C.2,52 D.2,130
解析:因为f(x)=x2-ax+1在区间 21,3 上有零点,所以x2-ax+
1=0在
21,3
上有解.由x2-ax+1=0,得a=x+
1 x
,设g(x)=x+
1 x

则g(x)在(1,+∞),(-∞,-1)上单调递增,在(-1,0)及(0,1)上单调
个数为函数y=sin2x与y=|ln(x+1)|图象的交点的个数.函数y=sin2x
与y=|ln(x+1)|的图象如图所示,由图知,两函数图象有2个交点,所
以函数f(x)有2个零点.
答案:2
(2)已知函数f(x)=2x+x,g(x)=log3x+x,h(x)=x-
1 的零点依次 x
为a,b,c,则( )
<0,即(5a-1)(a+1)>0,解得a<-1或a>15,选B.
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