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函数的零点 -课件PPT


令h(x)=ln
x+x+
2 x
,则h′(x)=
1 x
+1-
2 x2

x2+x-2 x2

1 x2
(x+
2)(x-1),
易知h(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
所以a=h(x)min=h(1)=3.
【方法总结】 已知函数有零点(方程有根)求参数取值常用的 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 解不等式确定参数范围;
答案:(1.25,1.5) 5.若函数 f(x)=2x2-ax+3 有一个零点是 1,则 f(-1)= ________. 答案:10
1.函数零点的概念 (1)函数的零点是一个实数,当函数的自变量取这个实数时,其 函数值等于零; (2)函数的零点也就是函数y=f(x)的图象与x轴的交点的横坐 标; (3)一般我们只讨论函数的实数零点; (4)函数的零点不是点,是方程f(x)=0的根.
3x-3的零点的是( )
A.[-1,0]
B.[1,2]
C.[0,1]
D.[2,3]
解析:由于f(0)=-3<0,f(1)=1>0,所以f(x)在区间[0,1]上存
在零点,故选C.
答案:C
考向二 判断函数零点的个数 (2013·豫东、豫北十校)已知f(x)是定义在[a,b]上的函数,其
图象是一条连续的曲线,且满足下列条件: ①f(x)的值域为G,且G⊆(a,b); ②对任意的x,y∈[a,b],都有|f(x)-f(y)|<|x-y|.那么,关于x
【解】 (1)由f(x)=ex(x2+ax-a)可得 f′(x)=ex[x2+(a+2)x].2分 当a=1时,f(1)=e,f′(1)=4e.4分 所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-e=4e(x-1), 即y=4ex-3e.5分
(2)令 f′(x)=ex[x2+(a+2)x]=0, 解得 x=-(a+2)或 x=0.6 分 当-(a+2)≤0,即 a≥-2 时,在区间[0,+∞)上,f′(x)≥0, 所以 f(x)是[0,+∞)上的增函数, 所以方程 f(x)=k 在[0,+∞)上不可能有两个不相等的实数根.8 分 当-(a+2)>0,即 a<-2 时,f′(x),f(x)随 x 的变化情况如下 表:
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解 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, 画出函数的图象,然后数形结合求解.
3.若函数f(x)=ax-x-a(a>0且a≠1)有两个零点,则实数a的 取值范围是________.
解析:设函数y=ax(a>0,且a≠1)和函数y= x+a,则函数f(x)=ax-x-a(a>0,且a≠1)有两 个零点,就是函数y=ax(a>0,且a≠1)与函数y= x+a有两个交点,由图象可知当0<a<1时两函数只有一个交点, 不符合;如图所示,当a>1时,因为函数y=ax(a>1)的图象过点 (0,1),而直线y=x+a所过的点一定在点(0,1)的上方,所以一定有两 个交点.所以实数a的取值范围是(1,+∞).
的区间为( )
x
-1
0
1
2
3
ex
0.37
1 2.72 7.39 20.09
x+2 1
2
3
4
5
A.(-1,0)
B.(0,1)
C.(1,2)
D.(2,3)
解析:设f(x)=ex-(x+2),
则由题设知f(1)=-0.28<0,f(2)=3.39>0,
故有一个根在区间(1,2)内.
答案:C
3.函数f(x)=2x+3x的零点所在的一个区间是( )
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数y=
ax2+bx+c(a
>0)的图象
与x轴的交点 (x1,0) , (x2,0) (x1,0)或(x2,0) 无交点
零点个数
两个
一个
零个
【基础自测】 1.(教材习题改编)下列图象表示的函数中能用二分法求零点的 是( )
答案:C
2.根据表中的数据,可以判定方程ex-x-2=0的一个根所在
2.(2013·广州模拟)函数f(x)=
x2+2x-3,x≤0, -2+ln x,x>0
的零点个数
为( )
A.3
B.2
C.1
D.0
解析:当x≤0时,由f(x)=x2+2x-3=0得x=-3(x=1舍去);
当x>0时,由f(x)=-2+ln x=0得x=e2,所以函数有2个零点,故
选B.
答案:B
考向三 由函数零点的存在情况求参数值 (2013·浙江十二校二次联考)已知函数f(x)=xln x,g(x)=-x2
+ax-2. 若函数y=f(x)与y=g(x)的图象恰有一个公共点,求实数a的
值. 【审题视点】 y=f(x)与y=g(x)图象恰有一个公共点,即f(x)
-g(x)=0恰有一根,转化为a的函数.
【解】 由题意得,f(x)-g(x)=xln x+x2-ax+2=0在(0,+
∞)上有且仅有一个根,
Байду номын сангаас
即a=ln x+x+2x在(0,+∞)上有且仅有一个根.
A.-2
B.1
C.-2 或 1
D.0
(2)(2013·北京海淀模拟)函数 f(x)=log2x-1x的零点所在区间为
()
A.0,12 C.(1,2)
B.21,1 D.(2,3)
【审题视点】 (1)将方程的根转化为两个函数图象交点问题, 结合图象以及单调性进行求解.
(2)根据区间(a,b)上的零点存在定理.f(a)f(b)<0判定. 【解析】 (1)由题意知,x≠0,则原方 程即为lg(x+2)=1x,在同一直角坐 标系中作出函数y=lg(x+2)与y=1x 的图象,如图所示,由图象可知,原方程有两个根,一个在区间(- 2,-1)上,一个在区间(1,2)上,所以k=-2或k=1.故选C.
阅卷点评 函数的零点,方程的根、图象的交点问题,三者之 间可以相互转化,常与导数综合.
规范步骤 第一步:把方程的根、图象的交点问题转化为函数 问题,并求导.
第二步:研究函数的单调变化. 第三步:研究函数的最值(或极值) 第四步:结合函数的性质描绘函数的图象特征,并用数形结合 法,求字母参数取值(范围).
所以要使方程 f(x)=k 在[0,+∞)上有两个不相等的实数根,k 的取值范围是ae+a+24,-a.13 分
【思维流程】 求导,及 k=f′(1). 利用点斜式写切线方程. 讨论两极值点的大小,当-(a+2)≤0,确定 f(x)在[0,+∞)
上的单调性,从而判断 f(x)=k 的根的情况. 当-(a+2)>0 时,f(x)在[0,+∞)上先减后增. 求 f(x)在[0,+∞)上的最小值 f(-(a+2)). 利用数形结合,y=k 与 y=f(x)有两个交点时 k 的上限值. 写出答案.
备考建议 对函数的零点除掌握好常规的考向外,在备考中还 应关注以下几个问题:
(1)与函数的单调性、奇偶性、周期性、值域等性质的综合问题. (2)与指数、对数及三角函数图象与性质的综合问题. (3)与导数的应用综合在一起的解答题. (4)培养数形结合思想、函数与方程思想的应用意识.
1.(2011·高考福建卷)若关于 x 的方程 x2+mx+1=0 有两个不
(3)函数零点的判定(零点存在性定理)
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲 线,并且有 f(a)·f(b)<0,那么函数y=f(x)在区间 (a,b) 内有零点, 即存在c∈(a,b),使得 f(c)=0 ,这个c也就是f(x)=0的根.
2.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与零点的关系
2.对函数零点存在的判断中,必须强调: (1)f(x)在[a,b]上连续;(2)f(a)·f(b)<0;(3)在(a,b)内存在零 点. 这是零点存在的一个充分条件,但不必要.
考向一 确定函数零点所在区间
(1)(2013·山东淄博模拟)若方程 xlg(x+2)=1 的实根在区间(k,
k+1)(k∈Z)上,则 k 等于( )
A.(-2,-1)
B.(-1,0)
C.(0,1)
D.(1,2)
解析:f(-1)=2-1-3=-52,f(0)=1,
则f(x)=2x+3x在(-1,0)上有零点.
答案:B
4.(教材改编)设 f(x)=3x+3x-8,用二分法求方程 3x+3x-8 =0 在 x∈(1,2)内近似解的过程中得 f(1)<0,f(1.5)>0,f(1.25)<0, 则方程的根落在区间________.
答案:(1,+∞)
函数与方程思想的综合应用
(2013·海淀区高三期末)已知函数f(x)=ex(x2+ax-a),其中a是 常数.
(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程; (2)若存在实数k,使得关于x的方程f(x)=k在[0,+∞)上有两个 不相等的实数根,求k的取值范围. 【解题指南】 (1)直接求导,求斜率,利用点斜式建立直线方 程. (2)在[0,+∞)上求f(x)的单调变化及最值,利用函数与方程的 思想求k的变化范围.
(2)∵f(12)=log212-2=-3<0, f(1)=log21-1=-1<0, f(2)=log22-12=12>0, ∴函数f(x)=log2x-1x的零点所在区间为(1,2), 故应选C. 【答案】 (1)C (2)C
1.(2013·北京东城区模拟)在以下区间中,存在函数f(x)=x3+
相等的实数根,则实数 m 的取值范围是( )
A.(-1,1)
B.(-2,2)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞) D.(-∞,-1)∪(1,+∞)
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