2019-2020年高考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 第11講 函數(shù)與方程練習(xí) 新人教A版.doc

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2019-2020年高考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 第11講 函數(shù)與方程練習(xí) 新人教A版 [考情展望]　1.考查具體函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)和零點(diǎn)的取值范圍.2.利用函數(shù)零點(diǎn)求解參數(shù)的取值范圍.3.考查函數(shù)零點(diǎn)、方程的根和兩函數(shù)圖象交點(diǎn)橫坐標(biāo)的等價(jià)轉(zhuǎn)化思想和數(shù)形結(jié)合思想． 一、函數(shù)零點(diǎn) 1．定義：對(duì)于函數(shù)y＝f(x)(x∈D)，把使f(x)＝0成立的實(shí)數(shù)x叫做函數(shù)y＝f(x)(x∈D)的零點(diǎn)． 2．函數(shù)零點(diǎn)與方程根的關(guān)系：方程f(x)＝0有實(shí)根?函數(shù)y＝f(x)的圖象與x軸有交點(diǎn)?函數(shù)y＝f(x)有零點(diǎn)． 3．零點(diǎn)存在性定理：如果函數(shù)y＝f(x)在區(qū)間[a，b]上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線，并且有f(a)f(b)<0，那么函數(shù)y＝f(x)在區(qū)間(a，b)內(nèi)有零點(diǎn)，即存在x0∈(a，b)，使得f(x0)＝0. 對(duì)函數(shù)零點(diǎn)的認(rèn)知 (1)并不是所有的函數(shù)都有零點(diǎn)，如函數(shù)f(x)＝. (2)函數(shù)的零點(diǎn)不是點(diǎn)，是方程f(x)＝0的根． 二、二次函數(shù)y＝ax2＋bx＋c(a>0)的圖象與零點(diǎn)的關(guān)系 Δ＝b2－4ac Δ>0 Δ＝0 Δ<0 二次函數(shù)y＝ax2＋bx＋c (a>0)的圖象 與x軸的交點(diǎn) (x1,0)，(x2,0) (x1,0) 無(wú)交點(diǎn) 零點(diǎn)個(gè)數(shù) 2 1 0 二次函數(shù)f(x)＝ax2＋bx＋c(a＞0)的零點(diǎn)分布情況 根的分布(m＜n＜p為常數(shù)) 圖象 滿足的條件 x1＜x2＜m (兩根都小于m) m＜x1＜x2 (兩根都大于m) x1＜m＜x2 (一根大于m，一根小于m) f(m)＜0 x1，x2∈(m，n) (兩根位于m，n之間) m＜x1＜n＜x2＜p (兩根分別位于m與n，n與p之間) 只有一根在m，n之間 或f(m)f(n)＜0 三、二分法 　對(duì)于在區(qū)間[a，b]上連續(xù)不斷且f(a)f(b)＜0的函數(shù)y＝f(x)，通過(guò)不斷地把函數(shù)f(x)的零點(diǎn)所在的區(qū)間一分為二，使區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)逐步逼近零點(diǎn)，進(jìn)而得到零點(diǎn)近似值的方法叫做二分法． 1．若函數(shù)f(x)＝x2＋mx＋1有兩個(gè)零點(diǎn)，則實(shí)數(shù)m的取值范圍是(　　) A．(－1,1)　　　　　　　 B．(－2,2) C．(－∞，－2)∪(2，＋∞) D．(－∞，－1)∪(1，＋∞) 【解析】　依題意，Δ＝m2－4＞0，∴m＞2或m＜－2. 【答案】　C 2．在下列區(qū)間中，函數(shù)f(x)＝ex＋4x－3的零點(diǎn)所在的區(qū)間為(　　) A.　 B.　 C.　 D. 【解析】　顯然f(x)＝ex＋4x－3的圖象連續(xù)不間斷，又f＝－1＞0，f＝－2＜0. ∴由零點(diǎn)存在定理知，f(x)在內(nèi)存在零點(diǎn)． 【答案】　C 3．函數(shù)f(x)＝x－x的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)為(　　) A．0　　　 B．1 C．2　　　 D．3 【解析】　在同一平面直角坐標(biāo)系內(nèi)作出y1＝x與y2＝x的圖象如圖所示，易知，兩函數(shù)圖象只有一個(gè)交點(diǎn)．因此函數(shù)f(x)＝x－x只有1個(gè)零點(diǎn)． 【答案】　B 4．已知函數(shù)f(x)＝x2＋x＋a在區(qū)間(0,1)上有零點(diǎn)，則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________． 【解析】　函數(shù)f(x)＝x2＋x＋a在(0,1)上遞增． 由已知條件f(0)f(1)＜0，即a(a＋2)＜0，解得－2＜a＜0. 【答案】　(－2,0) 5．(xx重慶高考)若a0，f(b)<0，f(c)>0， ∴f(x)的兩個(gè)零點(diǎn)分別位于區(qū)間(a，b)和(b，c)內(nèi)． 【答案】　A 6．(xx天津高考)函數(shù)f(x)＝2x|log0.5x|－1的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為(　　) A．1　　　　B．2　　　　C．3　　　　D．4 【解析】　令f(x)＝2x|log0.5x|－1＝0，可得|log0.5x|＝x. 設(shè)g(x)＝|log0.5x|，h(x)＝x，在同一坐標(biāo)系下分別畫出函數(shù)g(x)，h(x)的圖象，可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)函數(shù)圖象一定有2個(gè)交點(diǎn)，因此函數(shù)f(x)有2個(gè)零點(diǎn)． 【答案】　B 考向一 [031]　函數(shù)零點(diǎn)的求解與判斷 　(1)(xx天津高考)函數(shù)f(x)＝2x＋x3－2在區(qū)間(0,1)內(nèi)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是(　　) A．0　　　B．1　　　C．2　　　D．3 (2)(xx廣州模擬)設(shè)函數(shù)y＝x3與y＝x－2的圖象的交點(diǎn)為(x0，y0)，則x0所在的區(qū)間(端點(diǎn)值為連續(xù)整數(shù)的開區(qū)間)是________． 【思路點(diǎn)撥】　(1)先根據(jù)零點(diǎn)存在性定理證明有零點(diǎn)，再根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性判斷零點(diǎn)的個(gè)數(shù)． (2)畫出兩個(gè)函數(shù)的圖象尋找零點(diǎn)所在的區(qū)間． 【嘗試解答】　(1)因?yàn)閒′(x)＝2xln 2＋3x2>0，所以函數(shù)f(x)＝2x＋x3－2在(0,1)上遞增，且f(0)＝1＋0－2＝－1<0，f(1)＝2＋1－2＝1>0，所以有1個(gè)零點(diǎn)． (2)設(shè)f(x)＝x3－x－2，則x0是函數(shù)f(x)的零點(diǎn)．在同一坐標(biāo)系下畫出函數(shù)y＝x3與y＝x－2的圖象，如圖所示． ∵f(1)＝1－－1＝－1＜0， f(2)＝8－0＝7＞0 ∴f(1)f(2)＜0， ∴x0∈(1,2)． 【答案】　(1)B　(2)(1,2) 規(guī)律方法1　 確定函數(shù)f(x)零點(diǎn)所在區(qū)間的常用方法,(1)解方程法：當(dāng)對(duì)應(yīng)方程f(x)＝0易解時(shí)，可先解方程，再看求得的根是否落在給定區(qū)間上； (2)利用函數(shù)零點(diǎn)的存在性定理：首先看函數(shù)y＝f(x)在區(qū)間[a，b]上的圖象是否連續(xù)，再看是否有f(a)f(b)＜0.若有，則函數(shù)y＝f(x)在區(qū)間(a，b)內(nèi)必有零點(diǎn). (3)數(shù)形結(jié)合法：通過(guò)畫函數(shù)圖象，觀察圖象與x軸在給定區(qū)間上是否有交點(diǎn)來(lái)判斷. 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練　(1)函數(shù)f(x)＝－cos x在[0，＋∞)內(nèi)(　　) A．沒(méi)有零點(diǎn)　　　　　　 B．有且僅有一個(gè)零點(diǎn) C．有且僅有兩個(gè)零點(diǎn) D．有無(wú)窮多個(gè)零點(diǎn) (2)(xx廈門模擬)函數(shù)f(x)＝ln(x－2)－的零點(diǎn)所在的大致區(qū)間是(　　) A．(1,2) B．(2,3) C．(3,4) D．(4,5) 【解析】　(1)令f(x)＝－cos x＝0，則＝cos x，設(shè)函數(shù)y＝和y＝cos x，在同一坐標(biāo)系下做出它們?cè)赱0，＋∞)的圖象，顯然兩函數(shù)的圖象的交點(diǎn)有且只有一個(gè)，所以函數(shù)f(x)＝－cos x在[0，＋∞)內(nèi)有且僅有一個(gè)零點(diǎn)． (2)由題意知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)閧x|x＞2}，∴排除A. ∵f(3)＝－＜0，f(4)＝ln 2－＞0， f(5)＝ln 3－＞0， ∴f(3)f(4)＜0，f(4)f(5)＞0， ∴函數(shù)f(x)的零點(diǎn)在(3,4)之間，故選C. 【答案】　(1)B　(2)C 考向二 [032]　函數(shù)零點(diǎn)的應(yīng)用 　已知函數(shù)g(x)＝x＋(x＞0)．若g(x)＝m有實(shí)數(shù)根，求m的取值范圍； 【思路點(diǎn)撥】　可用基本不等式求出最值或數(shù)形結(jié)合法求解． 【嘗試解答】　法一　∵g(x)＝x＋≥2＝2e，等號(hào)成立的條件是x＝e，故g(x)的值域是[2e，＋∞)，因此，只需m≥2e，則g(x)＝m就有零點(diǎn)． 故當(dāng)g(x)＝m有實(shí)數(shù)根時(shí)，m的取值范圍為[2e，＋∞)． 法二　 作出g(x)＝x＋(x＞0)的大致圖象如圖： 可知若使g(x)＝m有零點(diǎn)，則只需m≥2e. 故當(dāng)g(x)＝m有實(shí)數(shù)根時(shí)，m的取值范圍為[2e，＋∞)． 規(guī)律方法2　 已知函數(shù)有零點(diǎn)求參數(shù)取值范圍常用的方法和思路,(1)直接法：直接根據(jù)題設(shè)條件構(gòu)建關(guān)于參數(shù)的不等式，再通過(guò)解不等式確定參數(shù)范圍； (2)分離參數(shù)法：先將參數(shù)分離，轉(zhuǎn)化成求函數(shù)值域問(wèn)題加以解決； (3)數(shù)形結(jié)合法：先對(duì)解析式變形，在同一平面直角坐標(biāo)系中，畫出函數(shù)的圖象，然后數(shù)形結(jié)合求解. 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練　(1)(xx山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)函數(shù)f(x)＝2x－－a的一個(gè)零點(diǎn)在區(qū)間(1,2)內(nèi)，則實(shí)數(shù)a的取值范圍是(　　) A．(1,3)　　　 B．(1,2)　　　 C．(0,3)　　　 D．(0,2) (2)(xx撫順模擬)已知函數(shù)f(x)＝(a∈R)，若函數(shù)f(x)在R上有兩個(gè)零點(diǎn)，則a的取值范圍是(　　) A．(－∞，－1) B．(－∞，－1] C．[－1,0) D．(0,1] 【解析】　(1)由題意可知f(1)f(2)＜0，即a(a－3)＜0，所以0＜a＜3. (2)∵當(dāng)x＞0時(shí)，f(x)＝2x－1，由f(x)＝0得x＝. ∴要使f(x)在R上有兩個(gè)零點(diǎn)，則必須2x－a＝0在(－∞，0]上有解． 又當(dāng)x∈(－∞，0]時(shí)，2x∈(0,1]． 故所求a的取值范圍是(0,1]． 【答案】　(1)C　(2)D 思想方法之七　解決方程根問(wèn)題的一大“利器”——數(shù)形結(jié)合 利用函數(shù)處理方程解的問(wèn)題，方法如下： (1)方程f(x)＝a在區(qū)間I上有解?a∈{y|y＝f(x)，x∈I}，?y＝f(x)與y＝a的圖象在區(qū)間I上有交點(diǎn)． (2)方程f(x)＝a在區(qū)間I上有幾個(gè)解?y＝f(x)與y＝a的圖象在區(qū)間I上有幾個(gè)交點(diǎn)． 一般地，在探究方程解的個(gè)數(shù)或已知解的個(gè)數(shù)求參數(shù)的范圍時(shí)，常采用轉(zhuǎn)化與化歸的思想將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩函數(shù)圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)問(wèn)題，從而可利用數(shù)形結(jié)合的方法給予直觀解答． ———　[1個(gè)示范例]　————　[1個(gè)對(duì)點(diǎn)練]　——— 　　　(xx錦州模擬)偶函數(shù)f(x)滿足f(x－1)＝f(x＋1)，且在x∈[0,1]時(shí)，f(x)＝x，則關(guān)于x的方程f(x)＝x在x∈[0,4]上解的個(gè)數(shù)是(　　) A．1　　　　 B．2　　　　 C．3　　　　 D．4 【解析】　根據(jù)f(x－1)＝f(x＋1)可得函數(shù)f(x)的周期為2，根據(jù)函數(shù)f(x)是偶函數(shù)以及f(x－1)＝f(x＋1)可得f(1－x)＝f(1＋x)，所以這個(gè)函數(shù)的圖象關(guān)于直線x＝1對(duì)稱．根據(jù)函數(shù)f(x)在[0,1]上的解析式可以畫出函數(shù)f(x)在[0,4]上的圖象，結(jié)合圖象可得函數(shù)f(x)＝x在[0,4]上有4個(gè)解． (xx濟(jì)南模擬)已知函數(shù)f(x)＝若方程f(x)－a＝0有三個(gè)不同的實(shí)數(shù)根，則實(shí)數(shù)a的取值范圍為(　　) A．(1,3)　　　　　　 B．(0,3) C．(0,2) D．(0,1) 【解析】　畫出函數(shù)f(x)的圖象如圖所示， 觀察圖象可知，若方程f(x)－a＝0有三個(gè)不同的實(shí)數(shù)根，則函數(shù)y＝f(x)的圖象與直線y＝a有3個(gè)不同的交點(diǎn)，此時(shí)需滿足0＜a＜1，故選D. 【答案】　D