函数与方程
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高考数学方程与函数知识点一、一次函数一次函数是指函数的最高次数为1的函数,通常表达为y=ax+b 的形式,其中a称为斜率,b称为截距。
1. 斜率:斜率可以用来表示函数图像的增减趋势,斜率为正表示函数递增,斜率为负表示函数递减。
2. 截距:截距表示函数图像与y轴之间的交点,可以用来确定函数图像的位置。
二、二次函数二次函数是指函数的最高次数为2的函数,通常表达为y=ax^2+bx+c的形式,其中a、b、c均为常数。
1. 抛物线:二次函数的图像是一条抛物线,其开口方向由a的正负决定。
2. 零点:通过解方程y=0,可以求得二次函数的零点,即方程的根。
3. 非负性:当a>0时,二次函数的值大于等于c,当a<0时,二次函数的值小于等于c。
4. 顶点:二次函数的顶点坐标可以通过求得x=-b/(2a)来确定。
三、指数函数指数函数是指函数关系中包含以常数e为底数的指数函数。
1. 指数规律:指数函数的数学规律为a^x=a^y,当x=y时,指数函数取相同的值。
2. 增长与衰减:指数函数具有快速增长或衰减的特点,指数函数的指数为正时,函数递增;指数为负时,函数递减。
3. 自然指数函数:自然指数函数是指以常数e≈2.71828为底的指数函数,形式为f(x)=e^x。
四、对数函数对数函数是指函数关系中包含以常数e为底数的对数函数。
1. 对数规律:对数函数的数学规律为a^loga(x)=x,当x>0时,对数函数取正值。
2. 增长与衰减:对数函数具有递增但增长速度逐渐减小的特点。
3. 自然对数函数:自然对数函数是指以常数e≈2.71828为底的对数函数,形式为f(x)=ln(x)。
五、三角函数三角函数包括正弦函数、余弦函数和正切函数,常用于解决与角度相关的问题。
1. 正弦函数:正弦函数表示一个角的对边与斜边的比值,通常表示为sin(x)。
2. 余弦函数:余弦函数表示一个角的邻边与斜边的比值,通常表示为cos(x)。
函数和方程
函数(function)表示每个输入值对应唯一输出值的一种对应关系。
方程(英文:equation)是表示两个数学式(如两个数、函数、量、运算)之间相等关系的一种等式
函数f中对应输入值的输出值x的标准符号为f(x).包含某个函数所有的输入值的集合被称作这个函数的定义域,包含所有的输出值的集合被称作值域.若先定义映射的概念,可以简单定义函数为,定义在非空数集之间的映射称为函数。
方程(equation)是指含有未知数的等式。
是表示两个数学式(如两个数、函数、量、运算)之间相等关系的一种等式,使等式成立的未知数的值称为“解”或“根”。
求方程的解的过程称为“解方程”。
通过方程求解可以免去逆向思考的不易,直接正向列出含有欲求解的量的等式即可。
方程具有多种形式,如一元一次方程、二元一次方程、一元二次方程等等,还可组成方程组求解多个未知数。
函数(function),最早由中国清朝数学家李善兰翻译,出于其著作《代数学》。
之所以这么翻译,他给出的原因是“凡此变数中函彼变数者,则此为彼之函数”,也即函数指一个量随着另一个量的变化而变化,或者说一个量中包含另一个量。
函数的定义通常分为传统定义和近代定义,函数的两个定义本质是相同的。
高中数学教案:函数与方程的关系及应用一、函数与方程的关系介绍函数与方程是高中数学中的重要内容,它们之间有着密切的关系,并且在实际问题中具有广泛的应用。
本文将对函数与方程的关系进行详细介绍,并展示它们在实际问题中的应用。
二、函数与方程的基本概念1. 函数的定义和表示方式函数是两个集合之间的某种特定规律。
常用的表示方式包括显式表达式、隐式表达式和参数方程等。
2. 方程的定义和分类方程是含有一个未知数(或变量)并且含有一个等号的表达式。
常见类型包括一元一次方程、二元一次方程等。
三、一元一次方程与线性函数1. 一元一次方程的基本形式一元一次方程是最简单也最常见的代数方程,形如ax + b = 0,其中a和b为已知实数,x为未知数。
2. 线性函数与一元一次方程的关系线性函数是指以直线作为图像的函数,其表示形式为f(x) = kx + b,其中k和b 为常数。
可以发现,线性函数就是一个描述了因变量y和自变量x之间关系的一元一次方程。
四、二元一次方程与平面直线1. 二元一次方程的基本形式二元一次方程是含有两个未知数(或变量)并且含有一个等号的表达式,形如ax + by = c。
2. 平面直线与二元一次方程的关系通过对二元一次方程进行变形,我们可以得到它的标准形式y = mx + b,其中m和b为常数。
这就是平面直线的一般表示方式。
五、函数与方程在实际问题中的应用1. 函数模型的建立与使用通过对实际问题进行分析和抽象,可以建立相关的函数模型。
例如,在物理学中,运动学方程就是描述运动过程中速度、位移和时间之间关系的函数模型。
2. 方程求解与实际问题解释利用方程求解方法,我们可以求解出实际问题中所涉及的未知量。
例如,在经济学中,利用成本、收入等相关信息构建代表企业盈亏情况的方程,并通过求解这些方程来分析企业经营状况。
六、总结通过本文对函数与方程的关系及其应用进行了全面地介绍。
函数是一种特定规律,而方程则是含有等号和未知数(或变量)的表达式。
高考数学总复习第一讲:函数与方程函数描述了自然界中量的依存关系,反映了一个事物随着另一个事物变化而变化的关系和规律.函数思想的实质是剔除问题的非数学特征,用联系和变化的观点提出数学对象,抽象其数学特征,建立函数关系.在解决某些数字问题时,先设定一些未知数,然后把它们当作数,根据题设本身各量间的制约,列出等式,所设未知数沟通了变量之间的关系,这就是方程的思想.函数与方程是两个不同的概念,但它们之间有着密切的联系,一个函数假设有解析表达式,那么这个表达式就可看成是一个方程.一个二元方程,两个变量存在着对应关系,如果这个对应关系是函数,那么这个方程可以看成是一个函数,一个一元方程,它的两端可以分别看成函数,方程的解即为两个函数图象交点的横坐标,因此,许多有关方程的问题可以用函数的方法解决;反之,许多有关函数的问题那么可以用方程的方法解决.总之,在复习中要注意领悟蕴含在知识和解题过程中函数和方程的思想,用它来指导解题.在解题中,同时要注意从不同的角度去观察探索,寻求多种方法,从而得到最正确解题方案.一、例题分析例1.F(x)=xα-xβ在x∈(0,1)时函数值为正数,试比拟α,β的大小.分析:一般情况下,F〔x〕可以看成两个幂函数的差.函数值为正数,即f1(x)=xα的图象在x∈(0,1)上位于f2(x)=xβ的图象的上方,这时为了判断幂指数α,β的大小,就需要讨论α,β的值在〔1,+∞〕上,或是在〔0,1〕上,或是在〔0,1〕内的常数,于是F〔x〕成为两个同底数指数函数之差,由于指数函数y=a t(0<α<1)是减函数,又由于xα-xβ>0,所以得α<β.例2.0<a<1,试比拟的大小.分析:为比拟aα与(aα) α的大小,将它们看成指数相同的两个幂,由于幂函数在区间[0,+∞]上是增函数,因此只须比拟底数a与aα的大小,由于指数函数y=a x(0<a<1)为减函数,且1>a,所以a<aα,从而aα<(aα) α.比拟aα与(aα) α的大小,也可以将它们看成底数相同〔都是aα〕的两个幂,于是可以利用指数函数是减函数,由于1>a,得到aα<(aα) α.由于a<aα,函数y=a x(0<a<1)是减函数,因此aα>(aα) α.综上, .解以上两个例题的关键都在于适当地选取某一个函数,函数选得恰当,解决问题简单.例3.关于x的方程有实根,且根大于3,求实数a的范围.分析:先将原方程化简为a x=3,但要注意0<x<3且x≠1.现将a x看成以a为底的指数函数,考虑底数a为何值时,函数值为3.如图〔1〕,过〔3,3〕点的指数函数的底,现要求0<x<3时,a x=3,所以,又由于x≠1,在图〔1〕中,过〔1,3〕点的指数函数的底a=3,所以.假设将a x=3变形为,令,现研究指数函数a=3t,由0<x<1且x≠1,得,如图〔2〕,很容易得到:.通过本例,说明有些问题可借助函数来解决,函数选择得当,解决就便利.例4.函数f(x)是定义在实数集上的周期函数,且是偶函数,当x∈[2,3]时,f(x)=x,那么当x∈[-2,0]时,f(x)的解析式是〔〕.〔A〕f(x)=x+4 〔B〕f(x)=2-x〔C〕f(x)=3-|x+1| 〔D〕f(x)=3+|x+1|解法一、∵f(-2)=f(2)=2 f(-1)=f(3)=3,∴只有〔A〕、〔C〕可能正确.又∵f(0)=f(2)=2,∴〔A〕错,〔C〕对,选〔C〕.解法二、依题意,在区间[2,3]上,函数的图象是线段AB, ∵函数周期是2, ∴线段AB左移两个单位得[0,1]上的图象线段CD;再左移两个单位得[–2,1]上的图象线段EF .∵函数是偶函数, ∴把线段CD沿y轴翻折到左边,得[–1,0]上的图象线段FC.于是由直线的点斜式方程,得函数在[–2,0]上的解析式:即由于x∈[-2,-1]时,x+1≤0,x∈(-1,0)时,x+1>0, 所以y=3-|x+1|, x∈[-2,0].解法三、当x∈[-2,-1]时,x+4∈[2,3],∵函数周期是2,∴f(x+4)=f(x).而f(x+4)=x+4, ∴x∈[-2,-1]时,f(x)=x+4=3+(x+1).当x∈[-1,0]时,-x∈[0,1], 且-x+2∈[2,3].∵函数是偶函数,周期又是2,∴ ,于是在[–2,0]上, .由于x∈[-2,-1]时,x+1≤0,x∈(-1,0)时,x+1>0, 根据绝对值定义有x∈[-2,0]时,f(x)=3-|x+1|.此题应抓住“偶函数〞“周期性〞这两个概念的实质去解决问题.例5.y=log a(2-ax)在[0,1]上是x的减函数,那么a的取值范围是〔〕.〔A〕〔0,1〕〔B〕〔1,2〕〔C〕〔0,2〕〔D〕[2,+∞]分析:设t=2-ax,那么y=log a t, 因此,函数是上面这两个函数的复合函数,其增减性要考查这两个函数的单调性,另外,还要考虑零和负数无对数以及参数a对底数和真数的制约作用.解法一、由于a≠1,所以〔C〕是错误的.又a=2时,真数为2–2x,于是x≠1,这和矛盾,所以〔D〕是错的.当0<a<1时,t=2-ax是减函数,而y=log a t也是减函数, 故y=log a(2-ax)是x的增函数,所以〔A〕是错的.于是应选〔B〕.解法二、设t=2-ax,y=log a t 由于a>0,所以t=2-ax是x的减函数, 因此,只有当a>1,y=log a t是增函数时,y=log a(2-ax)在[0,1]上才是减函数;又x=1时,y=log a(2-a), 依题意,此时,函数有定义,故2–a>0 综上可知:1<a<2, 故应选〔B〕.例6. ,函数y=g(x)的图象与函数y=f-1(x+1)的图象关于y’=x对称,那么g(5)=_____________-解法一、由去分母,得 ,解出x,得 , 故 ,于是 , 设 ,去分母得, ,解出x,得 ,∴的反函数.∴.解法二、由 ,那么 , ∴ ,∴.即的反函数为 ,根据:∴.解法三、如图,f(x)和f-1(x)互为反函数,当f-1(x)的图象沿x轴负方向平移一个单位时,做为“镜面〞的另一侧的“象〞f(x)的图象一定向下平移1个单位,因此f-1(x+1)的图象与f(x)-1的图象关于y=x对称.故f-1(x+1)的反函数是g(x)=f(x)-1,∴.本解法从图象的运动变化中,探求出f-1(x+1)的反函数,表达了数形结合的优势出二、稳固练习(1)函数在区间上的最大值为1,求实数a的值.〔1〕解:f(x)在区间上最大值可能在端点外取得,也可能在顶点外取得, , ,而顶点横坐标 ,最大值在顶点外取得,故此解舍去.当最大值为f(2)时,f(2)=1, ,顶点在应在区间右端点取得最大值,此解合理.当最大值在顶点处取得时,由 ,解得 ,当,此时,顶点不在区间内,应舍去.综上,.〔2〕函数的定义域是[a,b],值域也是[a,b],求a.b的值.2〕解:y=f(x)的图象如图,分三种情况讨论.当a<b≤0时,f(x)为递增函数,有 ,解得, ,由于b>0,应舍去.当0≤a<b时,f(x)为递减函数,有 ,解得:a=1,b=2.当a<0<b时,f(x)最大值在顶点处取得,故 , ,所以最小值应在a处取得.〔2〕解:y=f(x)的图象如图,分三种情况讨论.当a<b≤0时,f(x)为递增函数,有 ,解得, ,由于b>0,应舍去.当0≤a<b时,f(x)为递减函数,有 ,解得:a=1,b=2.当a<0<b时,f(x)最大值在顶点处取得,故 , ,所以最小值应在a处取得.,解得: ,综上,或〔3〕求函数的最小值.解〔3〕分析:由于对数的底已明确是2,所以只须求的最小值.〔3〕解法一:∵ ,∴x>2.设 ,那么 ,由于该方程有实根,且实根大于2,∴解之,μ≥8.当μ=8时,x=4,故等号能成立.于是log2≥0且x=4时,等号成立,因此的最小值是3.解法二:∵ ,∴x>2设 ,那么 =∴μ≥8且 ,即x=4时,等号成立,∴log2μ≥3且x=4时,等号成立.故的最小值是3.〔4〕a>0,a≠1,试求方程有解时k的取值范围. 4〕解法一:原方程由②可得:③,当k=0时,③无解,原方程无解;当k≠0时,③解为 ,代入①式,.解法二:原方程 ,原方程有解,应方程组,即两曲线有交点,那么ak<-a或0<ak<a(a>0)∴k<-1或0<k<1.〔5〕设函数〔Ⅰ〕解不等式f(x)≤1〔Ⅱ〕求a的取值范围,使f(x)在[0,+∞]上是单调函数.5〕解〔Ⅰ〕,不等式f(x≤1),即由此得:1≤1+ax即ax≥0,其中常数a>0, ∴原不等式即∴当0<a<1时,所给不等式解集为 ,当a≥1时,所给不等式解集为{x|x≥0}.〔Ⅱ〕在区间[0,+∞)上任取x1,x2,使得x1<x2,〔ⅰ〕当a≥1时,∵∴又∴所以,当a≥1时,函数f(x)在区间[0,+∞)上是单调递减函数.〔ⅱ〕当0<a<1时,在[0,+∞)上存在两点满足f(x1)=1,f(x2)=1 ,即f(x1)=f(x2),∴函数f(x)在区间[0,+∞)上不是单调函数.。
函数和方程的区别和联系
函数和方程是数学中常见的概念,它们有一些区别和联系。
首先,函数是一种映射关系,它把一个自变量映射成一个因变量。
函数可以用一个公式或者一张图像来表示,比如 y=x^2 或者一条曲线。
而方程则是一个等式,它表示两个表达式之间的关系,比如 y=x+2。
其次,函数和方程可以相互转换。
一个函数可以被表示成一个方程,比如 y=x^2 可以转换为 x^2-y=0。
同样地,一个方程也可以被
表示成一个函数的形式,比如 x+y=3 可以表示成 y=3-x。
另外,函数和方程的解的含义也有所不同。
一个方程的解是使等式成立的变量值,而一个函数的解则是使函数取到某个特定值的自变量值。
比如,对于方程 x^2=4,它的解是 x=2 或者 x=-2;而对于函数 y=x^2,它的解是使 y=4 的 x 值,即 x=2 或者 x=-2。
总之,函数和方程是数学中基础的概念,它们之间有相互转换的关系,但是解的含义有所不同。
在数学中,我们经常使用这两个概念来描述自然界和社会现象中的规律和关系。
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函数与方程一、考点聚焦1.函数零点的概念对于函数))((D x x f y ∈=,我们把使0)(=x f 的实数x 叫做函数)(x f y =的零点,注意以下几点:(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)(x f y =的图象与x 轴的交点的横坐标。
(3)求零点就是求方程0)(=x f 的实数根。
2、函数零点的判断如果函数)(x f y =在区间],[b a 上的图象是连续不断的曲线,并且有0)()(<∙b f a f ,那么,函数)(x f y =在区间),(b a 内有零点,即存在),(0b a x ∈,使得0)(0=x f ,这个0x 也就是方程0)(=x f 的根。
但要注意:如果函数)(x f y =在],[b a 上的图象是连续不断的曲线,且0x 是函数在这个区间上的一个零点,却不一定有.0)()(<∙b f a f3.函数零点与方程的根的关系根据函数零点的定义可知:函数)(x f 的零点,就是方程0)(=x f 的根,因此判断一个函数是否有零点,有几个零点,就是判断方程0)(=x f 是否有实数根,有几个实数根。
函数零点的求法:解方程0)(=x f ,所得实数根就是)(x f 的零点。
4.函数零点具有的性质注意:①函数是否有零点是针对方程是否有实数根而言的,若方程0)(=x f 没有实数根,则函数)(x f 没有零点。
5、二分法,就是通过不断地把函数的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步副近零点,进而得到零点近似值的方法。
二、点击考点[考题1]若一次函数b ax x f +=)(有一个零点2,则二次函数ax bx x g -=2)(的零点是。
[考题2]求函数673+-=x x y 的零点。
[考题3]若方程0=--a x a x 有两个根,则a 的取值范围是( )A .)1(∞+B .)1,0(C .),0(+∞D .∅[考题4]无论m 取哪个实数值,函数)23(}23{2--+-=x m x x y 的零点个数都是( )A .1B .2C .3D .不确定[考题5]3.方程|x 2-2x |=a 2+1(a >0)的解的个数是( ).A .1B .2C .3D .4 [考点6]已知2>a ,且函数131)(23+-=ax x x f 在区间)2,0(上是减函数,则方程013123=+-ax x 在区间)2,0(上的实根个数为( ) A .0B .1C .2D .3[考题7]函数xx x f 2ln )(-=的零点所在的大致区间是( ) A .)2,1(B .)3,2(C .)1,1(e和)4,3( D .),(+∞e[考题8]已知)1)(1(+-=x x x y 的图象如图所示,因考虑01.0)1)(1()(++-=x x x x f ,则方程式0)(=x f ( )A .有三个实根B .当1-<x 时,恰有一实根C .当01<<-x 时,恰有一实根D .当1>x 时,恰有一实根三、夯实双基1.下列函数中,不能用二分法求零点的是( )2.已知函数22)(m mx x x f --=,则)(x f ( ) A .有一个零点B .有两个零点C .有一个或两个零点D .无零点 3函数)(x f 在区间]6,1[上的零点至少有( )A .2个B .3个C .4个D .5个4.下列方程在区间)1,0(内存在实数解的是( ) A .012=-+x xB .032=-+x xC .012=-xD .0212=+x x 5.若函数)(x f 的图象是连续不间断的,且0)4()2()1(,0)0(<∙∙>f f f f ,则下列命题正确的是( )A .函数)(x f 在区间)1,0(内有零点B .函数)(x f 在区间)2,1(内有零点C .函数)(x f 在区间)2,0(内有零点D .函数)(x f 在区间)4,0(内有零点6.函数1)(23+--=x x x x f 在]2,0[上( ) A .有三个零点 B .有两个零点C .有一个零点D .没有零点7.已知方程x x -=-521,则该方程的解会落在区间( )内。
初中数学函数与方程知识点梳理在初中数学学习中,函数与方程是关键的知识点之一。
函数是数学中的基本概念,它描述了两个变量之间的关系。
方程是含有未知数的等式,用于求解未知数的值。
在本文中,我们将对初中数学函数与方程的知识点进行梳理,以帮助学生更好地掌握相关内容。
一、函数的基本概念1. 定义:函数是指一个或多个自变量与一个因变量之间的对应关系。
通常用f(x)表示函数,其中x为自变量,f(x)为因变量。
2. 自变量和因变量:自变量是函数中的输入值,通常用x表示;因变量是函数中的输出值,通常用f(x)表示。
3. 定义域和值域:函数的定义域是指自变量可能取的值的集合;函数的值域是指因变量可能取的值的集合。
4. 函数的表示方法:可以使用函数对应关系表、函数图像和函数公式来表示函数。
二、常见的数学函数1. 线性函数:线性函数是函数中最简单的一种类型,其函数公式为f(x) = ax + b,其中a和b为常数,a称为斜率,b称为截距。
2. 平方函数:平方函数是一种二次函数,其函数公式为f(x) = ax^2,其中a为常数。
3. 开方函数:开方函数是函数中的一种特殊类型,其函数公式为f(x) = √x,x 必须大于等于0。
4. 绝对值函数:绝对值函数是函数中的一种特殊类型,其函数公式为f(x) = |x|,表示x的绝对值。
5. 三角函数:三角函数包括正弦函数、余弦函数和正切函数等,它们在数学和物理中有广泛的应用。
三、方程的基本概念与解法1. 方程的定义:方程是一个含有未知数的等式。
通过求解方程,可以找到满足该等式的未知数的值。
2. 一元一次方程:一元一次方程是指只含有一个未知数,并且未知数的最高次数为1的方程。
解一元一次方程的基本思路是将方程化为形如x = a的形式。
3. 一元二次方程:一元二次方程是指含有一个未知数,且未知数的最高次数为2的方程。
解一元二次方程的基本方法是配方法、因式分解和求根公式。
4. 方程组:方程组是包含两个以上方程的等式系统。
函数与方程(1)知识要点: 命题人: 程奋权 1.函数的零点:方程0)(=x f 的根也称作函数)(x f y =的零点.(1)方程0)(=x f 有实数根⇔函数)(x f y =的图象与x 轴有交点⇔函数)(x f y =有零点.(2)零点存在性定理:如果函数)(x f y =在区间],[b a 上的图象是连续不断的一条曲线,并且有 ,那么函数)(x f y =在区间),(b a 内有零点.即存在),(b a c ∈,使得0)(=c f ,这个c 也就是方程的根.① 定理中函数)(x f y =不一定有唯一的零点,当函数)(x f 在),(b a 上是单调函数时,有唯一的零点.② 如果函数)(x f y =在区间),(b a 内有零点,不一定有0)()(<b f a f . 2.二分法:对于在区间a [,]b 上连续且满足)(a f ·)(b f 0<的函数)(x f y =,通过不断地把函数)(x f 的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.3.二次函数)0()(2≠++=a c bx ax x f 的零点:(1)当0>∆时,方程0)(=x f 有两不等实根,二次函数)(x f 的图象与x 轴有两个交点,即有两个零点.(2)当0=∆时,方程0)(=x f 有两相等实根,二次函数)(x f 的图象与x 轴有一个交点,即有一个零点.(3)当0<∆时,方程0)(=x f 无实根,二次函数)(x f 的图象与x 轴无交点,即无零点. 4.二次方程)0(02≠=++a c bx ax 的实根分布及条件. 典型习题:1.函数xx x f 2ln )(-=的零点所在的大致区间是 ( ) A .)2,1( B .)3,2( C .)4,3( D .),(+∞e2.方程xx12=的解0x 所在的区间是 ( )A .)2.0,1.0(B .)4.0,3.0(C .)7.0,5.0(D .)1,9.0(3.函数()⎩⎨⎧>+-≤-=1,341,442x x x x x x f 的图象和函数()x x g 2log =的图象的交点个数是( )A .4B .3C .2D .1 4.关于x 的方程()011222=+---k x x ,给出下列四个命题:①存在实数k ,使得方程恰有2个不同的实根;②存在实数k ,使得方程恰有4个不同的实根;③存在实数k ,使得方程恰有5个不同的实根;④存在实数k ,使得方程恰有8个不同的实根.其中假命题的个数是( )A .0B .1C .2D .35.设函数⎩⎨⎧>≤++=0,20,)(2x x c bx x x f ,且2)2(),0()4(-=-=-f f f ,则关于x 的方程x x f =)(解的个数为( )A .1B .2C .3D .46.已知函数)(x f y =和)(x g y =在]2,2[-的图象如下图所示,给出下列四个命题:(1)方程0)]([=x g f 有且仅有6个根;(2)方程0)]([=x f g 有且仅有3个根; (3)方程0)]([=x g f 有且仅有5个根;(4)方程0)]([=x f g 有且仅有4个根其中正确的命题个数是 ( ) A .4个 B .3个 C . 2个 D .1个 7.设函数)(||1)(R x x xx f ∈+-=,区间],[b a M =)(b a <,集合}),(|{M x x f y y N ∈==,则使N M =成立的实数对),(b a 有 ( )A .0个B .1个C .2个D .无数个8.函数)(x f y =的反函数)(1x f y -=的图象与y 轴交于点)2,0(P ,则方程0)(=x f 的根是=x ( ) A .4 B .3 C .2 D .1 9.设()f x 是连续的偶函数,且当0>x 时()f x 是单调函数,则满足3()4x f x f x +⎛⎫=⎪+⎝⎭的所有x 之和为 ( ) A .3- B .3 C .8- D .810.设c b a ,,均为正数,且a a21log 2=,b b 21log 21=⎪⎭⎫ ⎝⎛,c c2log 21=⎪⎭⎫⎝⎛.则( )A .c b a <<B .a b c <<C .b a c <<D .c a b <<11.已知函数2()22(4)1f x mx m x =--+,()g x mx =,若对于任一实数x ,()f x 与()g x 至少有一个为正数,则实数m 的取值范围是 ( ) A .(0,2) B .(0,8) C .(2,8) D .(,0)-∞12.设定义域为R 的函数111()11x x f x x ⎧≠⎪-=⎨⎪=⎩,, ,若关于x 的方程2()()0f x bf x c ++=有3个不同的整数解123,,x x x ,则222123x x x ++等于 ( )A .5B .2222b b +C .13D .2222c c +函数与方程(2)13.已知)(x f y =是偶函数,且其图象C 与x 轴有4个交点,则方程0)(=x f 的所有实根之和为 .14.设⎩⎨⎧>-≤-=-0,)1(0,2)(1x x f x a x f x ,若x x f =)(有且只有两个实数根,则实数a 的取值范围是_ __.15.已知关于x 的方程016)82(22=-+--m x m x 的两个实根21,x x 满足2123x x <<,则实数m 的取值范围_______________.16.二次函数c bx ax y ++=2中,0<ac ,则函数的零点个数为 .17.若方程2210ax x ++=至少有一个负数根,则实数a 的取值范围_______________. 18.关于x 的方程x a x x =-+-|34|2恰有三个不同的实根,则实数a 的取值范围_____. 19.已知1x 是方程27lg =+x x 的解,2x 是方程2710=+xx 的解,则=+21x x 三.解答题20.确定下列方程的解的个数(1)62lg =+x x (2)0133=--x x(3)0ln 31=--x x (4)x x e x82-=思考:方程x a a xlog =0(>a 且)1≠a 的解的个数.21.如果二次函数1)3()(2+-+=x m mx x f 的图象与x 轴的交点至少有一个在原点的右侧,试求m 的取值范围.22. 已知关于x 的方程03)3()13)(1(3112=⋅----+++x x x m m 有两个不同的实数根,求m 的取值范围.23.已知a 是实数,函数()a x ax x f --+=3222,如果函数()x f y =在区间[]1,1-上有零点,求a 的取值范围.24.已知二次函数)0()(2≠+=a bx ax x f 满足条件:)3()1(x f x f -=-且方程x x f 2)((=有等根. (1)求)(x f 的解析式;(2)是否存在实数n m ,)(n m <,使)(x f 定义域和值域分别为],[n m 和]4,4[n m ,如果存在,求出n m ,的值;如果不存在,说明理由.。
方程与函数的区别? 代数式:用运算符号把数或表示数的字母连接而成的式子,叫代数式。
函数:如果对于一个变量(比如x)在某一范围内的每一个确定的值,变量(比如y)都有唯一确定的值和它对应,那么,就把y 叫做x 的函数。
函数式:用解析法(公式法)表示函数的式子叫函数式。
方程:含有未知数的等式叫方程。
解析式表示因变量与自变量的关系。
联系:函数式和方程式都是由代数式组成的.没有代数式,就没有函数和方程.方程只是函数解析式在某一特定函数值的解。
方程表示特定的因变量的自变量解。
如5x+6=7 这是方程;y=5x+6 这是解析式。
区别: 1.概念不一样. 2.代数式不用等号连接. 3.函数表示两个变量之间的关系.因变量(函数)随变量(自变量)的变化而变化. 4.方程是含有未知数的等式.其未知数(变量)的个数不固定.未知数之间不存在自变和因变的关系. 方程重在说明几个未知数之间的在数字间的关系;方程可以通过求解得到未知数的大小;方程可以通过初等变换改变等号左右两边的方程。
方程的解是固定的,但函数无固定解值解。
式;函数只可以化简,但不可以对函数进行初等变换。
5. 函数和方程本质区别就是:方程中未知数x 是一个常量(虽然方程可能有多个解)函数中,x 是变量,因此y 也是变量,并且是由于x 的变化而变化。
6.函数:重在说明某几个自变量的变化对因变量的影响;特定的自变量的值就可以决定因变量的值;就像平面解析几何里圆就是方程、区别在于函数就看他们的值是否一一对应。
就像圆的方程(x-a)^2+(y-b)^2=r^2 就是方程,它们的值不是一一对应关系,所以不是函数是方程的一种,函数强调的是一一对应,及 1 个X 值(自变量)只能有一个Y 值(应变量)与之对应比如:y=x+1 它是函数,y^2=x 它不是函数,但它是方程。
7.函数和方程是数学中的两个基本概念,在许多情况下它们可以相互转化。
例如在一元函数y = f(x)用一个解析式表示并且不需要区分自变量和因变量(函数)时,这个函数式就可以看作一个二元方程;反之,能够由方程F(x, y) = 0 确定的函数关系称为隐函数([4], p.9)。
数学函数与方程的关系数学函数与方程是数学中两个重要的概念,它们之间存在着紧密的联系与相互作用。
函数是描述一种特定关系的规则,方程则是描述等式关系的数学式子。
在数学中,函数可以通过方程进行定义,并且方程可以用函数来表示。
下面将从函数定义的角度出发,探讨函数与方程的关系。
一、函数的定义函数是数学中一个非常重要的概念,它描述了自变量与因变量之间的一种特定关系。
数学函数通常用公式或者图像的形式进行表示。
其中,自变量是函数的输入值,而因变量是函数的输出值。
函数的定义包括定义域、值域和函数关系的规则。
二、方程的定义方程是一个等式,它描述了两个表达式之间的平衡关系。
方程中通常包含未知数,通过求解方程,可以得到未知数的值使得等式成立。
方程可以是一元方程,也可以是多元方程。
数学中的常见方程有线性方程、二次方程、三角方程等。
三、函数与方程的关系函数与方程之间存在着紧密的联系和相互作用。
一方面,函数可以用方程进行定义。
比如,对于一元函数y=f(x),可以通过方程y=x^2来定义。
这个方程表示了输入x与输出y之间的平方关系。
另一方面,方程可以用函数来表示。
比如,对于二次方程y=ax^2+bx+c,可以将它视为一个关于x的函数,得到函数表达式y=f(x)=ax^2+bx+c。
通过这种方式,我们可以将方程转化为函数形式来进行研究和分析。
四、函数与方程的应用函数与方程是数学中非常重要的工具,它们在各个学科领域都有着广泛的应用。
在数学中,函数和方程是代数、几何、微积分等分支的重要基础。
在工程和物理学中,函数和方程被用来描述和解决各种实际问题。
在经济学和社会科学中,函数和方程可以用来建立模型和预测趋势。
通过函数与方程的研究和应用,我们可以解决现实世界中的各种问题,并且推动科学的发展进步。
总结:数学函数与方程之间存在着密切的联系和相互作用。
函数可以通过方程进行定义,并且方程也可以用函数来表示。
函数与方程在数学中有着广泛的应用,是数学研究和实际问题解决的重要工具。
第8讲 函数与方程1.函数的零点(1)函数零点的定义:对于函数y =f (x ),把使f (x )=0的实数x 叫做函数y =f (x )的零点. (2)三个等价关系:方程f (x )=0有实数根⇔函数y =f (x )的图象与x 轴有交点⇔函数y =f (x )有零点.2.函数零点的判定如果函数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.我们把这一结论称为函数零点存在性定理. 3.二次函数y =ax 2+bx +c (a >0)的图象与零点的关系判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)函数的零点就是函数的图象与x 轴的交点.( )(2)函数y =f (x )在区间(a ,b )内有零点(函数图象连续不断),则f (a )·f (b )<0.( ) (3)二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)在b 2-4ac <0时没有零点.( )(4)若函数f (x )在(a ,b )上连续单调且f (a )·f (b )<0,则函数f (x )在[a ,b ]上有且只有一个零点.( )(教材习题改编)函数f (x )=ln x +2x -6的零点在下列哪个区间内( ) A .(0,1) B .(1,2) C .(2,3)D .(3,4)(教材习题改编)函数f (x )=x 12-⎝⎛⎭⎫12x的零点个数为 ( ) A .0 B .1 C .2D .3若函数f (x )=ax +b 有一个零点是2,那么函数g (x )=bx 2-ax 的零点是________.(教材习题改编)函数f (x )=3x -7+ln x 的零点位于区间(n ,n +1)(n ∈N )内,则n =________.函数零点所在区间的判断[典例引领](1)函数f (x )=ln x -2x 的零点所在的大致区间是 ( )A .(1,2)B .(2,3)C .(1,e)和(3,4)D .(e ,+∞)(2)设f (x )=0.8x -1,g (x )=ln x ,则函数h (x )=f (x )-g (x )存在的零点一定位于下列哪个区间( ) A .(0,1) B .(1,2) C .(2,e)D .(e ,3)判断函数零点所在区间的3种方法(1)解方程法:当对应方程f (x )=0易解时,可先解方程,然后再看求得的根是否落在给定区间上.(2)定理法:利用函数零点的存在性定理,首先看函数y =f (x )在区间[a ,b ]上的图象是否连续,再看是否有f (a )·f (b )<0.若有,则函数y =f (x )在区间(a ,b )内必有零点.(3)图象法:通过画函数图象,观察图象与x 轴在给定区间上是否有交点来判断.[通关练习]1.(2018·金华十校联考)函数f (x )=πx +log 2x 的零点所在区间为( ) A .⎣⎡⎦⎤14,12 B .⎣⎡⎦⎤18,14 C .⎣⎡⎦⎤0,18 D .⎣⎡⎦⎤12,1 2.(2018·杭州市严州中学高三模拟)若a <b <c ,则函数f (x )=(x -a )(x -b )+(x -b )(x -c )+(x -c )(x -a )的两个零点分别位于区间( ) A .(a ,b )和(b ,c )内 B .(-∞,a )和(a ,b )内 C .(b ,c )和(c ,+∞)内D .(-∞,a )和(c ,+∞)内函数零点个数的问题[典例引领]函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x -2,x ≤0,-1+ln x ,x >0的零点个数为( )A .3B .2C .1D .0判断函数零点个数的3种方法(1)方程法:令f (x )=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理法: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f (a )·f (b )<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性、对称性)才能确定函数有多少个零点或零点值所具有的性质.(3)数形结合法:转化为两个函数的图象的交点个数问题.先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.[通关练习]1.函数f (x )=|x -2|-ln x 在定义域内的零点的个数为( ) A .0 B .1 C .2D .32.已知函数f (x )是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的偶函数,当x >0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2|x -1|-1,0<x ≤2,12f (x -2),x >2,则函数g (x )=4f (x )-1的零点个数为( ) A .4 B .6 C .8D .10函数零点的应用(高频考点)高考对函数零点的考查多以选择题或填空题的形式出现.主要命题角度有: (1)利用函数零点比较大小;(2)已知函数的零点(或方程的根)求参数的值或范围; (3)利用函数零点的性质求参数的范围.[典例引领]角度一 利用函数零点比较大小(2018·台州模拟)已知e 是自然对数的底数,函数f (x )=e x +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 .f (a )<f (1)<f (b ) B .f (a )<f (b )<f (1) C .f (1)<f (a )<f (b )D .f (b )<f (1)<f (a )角度二 已知函数的零点(或方程的根)求参数的值或范围(1)设函数f (x )=log 2(2x +1),g (x )=log 2(2x -1),若关于x 的函数F (x )=g (x )-f (x )-m 在[1,2]上有零点,则m 的取值范围为________.(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x |,x ≤m ,x 2-2mx +4m ,x >m ,其中m >0.若存在实数b ,使得关于x 的方程f (x )=b有三个不同的根,则m 的取值范围是__________.角度三 利用函数零点的性质求参数的范围已知函数f (x )=|ln x |,若0<a <b ,且f (a )=f (b ),则a +2b 的取值范围是( ) A .(22,+∞) B .[22,+∞) C .(3,+∞)D .[3,+∞)已知函数的零点(或方程根)的情况求参数问题常用的三种方法(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. (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.[通关练习]1.设函数f (x )=e x +2x -4,g (x )=ln x +2x 2-5,若实数a ,b 分别是f (x ),g (x )的零点,则( ) A .g (a )<0<f (b ) B .f (b )<0<g (a ) C .0<g (a )<f (b )D .f (b )<g (a )<02.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2(x +1),x >0,-x 2-2x ,x ≤0,若函数g (x )=f (x )-m 有3个零点,则实数m 的取值范围是________.3.(2018·杭州学军中学高三质检)若函数f (x )=|2x -1|+ax -5(a 是常数,且a ∈R )恰有两个不同的零点,则a 的取值范围为________.转化思想在函数零点问题中的应用方程解的个数问题可转化为两个函数图象交点的个数问题;已知方程有解求参数范围问题可转化为函数值域问题.判断函数零点个数的常用方法 (1)通过解方程来判断.(2)根据零点存在性定理,结合函数性质来判断.(3)将函数y =f (x )-g (x )的零点个数转化为函数y =f (x )与y =g (x )图象公共点的个数来判断.已知函数零点情况求参数的一般步骤及方法 (1)一般步骤:①判断函数的单调性;②利用零点存在性定理,得到参数所满足的不等式(组);③解不等式(组),即得参数的取值范围. (2)方法:常利用数形结合法.易错防范(1)函数的零点不是点,是方程f (x )=0的实根.(2)函数零点存在性定理只能判断函数在某个区间上的变号零点,而不能判断函数的不变号零点,而且连续函数在一个区间的端点处函数值异号是这个函数在这个区间上存在零点的充分不必要条件.1.(2018·温州十校联考(一))设函数f (x )=ln x +x -2,则函数f (x )的零点所在的区间为( ) A .(0,1) B .(1,2) C .(2,3)D .(3,4)2.函数f (x )=2x -2x -a 的一个零点在区间(1,2)内,则实数a 的取值范围是( )A .(1,3)B .(1,2)C .(0,3)D .(0,2)3.(2018·兰州模拟)已知奇函数f (x )是R 上的单调函数,若函数y =f (2x 2+1)+f (λ-x )只有一个零点,则实数λ的值是( ) A .14 B .18C .-78D .-384.已知函数f (x )=23x +1+a 的零点为1,则实数a 的值为________.5.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x ≤0,|log 2x |,x >0,则函数g (x )=f (x )-12的零点所构成的集合为________.6.(2018·瑞安市龙翔高中高三月考)若关于x 的不等式x 2+|x -a |<2至少有一个正数解,则实数a 的取值范围是________.7.设函数f (x )=ax 2+bx +b -1(a ≠0). (1)当a =1,b =-2时,求函数f (x )的零点;(2)若对任意b ∈R ,函数f (x )恒有两个不同零点,求实数a 的取值范围.8.已知函数f (x )=-x 2-2x ,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +14x ,x >0,x +1,x ≤0.(1)求g (f (1))的值;(2)若方程g (f (x ))-a =0有4个实数根,求实数a 的取值范围.。
函数与方程知识点1.函数零点的概念对于函数y=f(x),x∈D,我们把使f(x)=0的实数x叫作函数y=f(x),x∈D的零点.注意:函数的零点是实数,而不是点;并不是所有的函数都有零点,若函数有零点,则零点一定在函数的定义域内.2.函数的零点与方程根的联系由函数零点的概念可知,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轴的交点的横坐标.所以方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.3.二次函数的零点对于二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),其零点个数可根据一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)根的判别式来确定,具体情形如下表:Δ>0Δ=0Δ<0方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的个数有两个不相等的实数根有两个相等的实数根无实数根函数y=ax2+bx+c(a≠0)的零点个数有两个零点有一个零点无零点函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象a>0a<0函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与轴的交点个数有两个交点有一个交点无交点4.零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也就是方程f(x)=0的根.注意:在上述定理的条件下,只能判断出零点存在,不能确定零点的个数.【辨析比较】f (a )·f (b )<0与函数f (x )存在零点的关系①.若函数y =f (x )在闭区间[a ,b ]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f (a )·f (b )<0,则函数y =f (x )一定有零点.图1②.由函数y =f (x )在闭区间[a ,b ]上有零点不一定能推出f (a )·f (b )<0,如图1.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.事实上,只有当函数图象通过零点(不是偶次零点)时,函数值才变号,即相邻两个零点之间的函数值同号.注意:若函数f (x )在[a ,b ]上单调,且f (x )的图象是连续不断的一条曲线,则f (a )·f (b )<0⇒函数f (x )在[a ,b ]上只有一个零点. 5.二分法的概念对于在区间[a ,b ]上连续不断且f (a )·f (b )<0的函数y =f (x ),通过不断地把函数f (x )的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫作二分法. 6.用二分法求函数零点近似值的步骤给定精确度ε,用二分法求函数f (x )零点近似值的步骤如下: 第一步:确定区间[a ,b ],验证f (a )·f (b )<0,给定精确度ε. 第二步:求区间(a ,b )的中点x 1. 第三步:计算f (x 1).(1)若f (x 1)=0,则x 1就是函数的零点;(2)若f (a )·f (x 1)<0,则令b =x 1(此时零点x 0∈(a ,x 1)); (3)若f (x 1)·f (b )<0,则令a =x 1(此时零点x 0∈(x 1,b )).第四步:判断是否达到精确度ε,即若|a -b |<ε,则得到零点近似值a (或b ),否则重复第二、三、四步. 7.常见的几种函数模型(1)一次函数模型:y =kx +b (k ≠0).(2)反比例函数模型:y =kx +b (k ,b 为常数且k ≠0).(3)二次函数模型:y =ax 2+bx +c (a ,b ,c 为常数,a ≠0).(4)指数函数模型:y=a·b x+c(a,b,c为常数,b>0,b≠1,a≠0).(5)对数函数模型:y=m log a x+n(m,n,a为常数,a>0,a≠1,m≠0).(6)幂函数模型:y=a·x n+b(a≠0).8.三种函数模型之间增长速度的比较题型一:判断函数零点问题【例1】函数f(x)=e x+3x的零点个数是()A.0B.1C.2D.3【例2】函数f(x)=3x-x2的零点所在区间是()A.(0,1) B.(1,2) C.(-2,-1) D.(-1,0)【例3】已知函数和在的图象如下所示:给出下列四个命题:①方程有且仅有6个根②方程有且仅有3个根)(xfy=)(xgy=]2,2[-)]([=xgf0)]([=xfg③方程有且仅有5个根 ④方程有且仅有4个根 其中正确的命题是 .(将所有正确的命题序号填在横线上).【过关练习】1.设f (x )=ln x +x -2,则函数f (x )的零点所在的区间为( ) A .(0,1) B .(1,2) C .(2,3)D .(3,4)2.函数f (x )=2x |log 0.5x |-1的零点个数为( ) A .1 B .2 C .3 D .43.函数()2log 21f x x x =+-的零点必落在区间 ( ) A.B.C.D.(1,2)4.函数()y f x =的图象是在R 上连续不断的曲线,且(1)(2)0f f >g ,则()y f x =在区间[1,2]上( ). A. 没有零点B. 有2个零点C. 零点个数为偶数D. 零点个数为k ,k N ∈题型二:根据零点求取值范围【例1】函数f (x )=ax +1-2a 在区间(-1,1)上存在一个零点,则实数a 的取值范围是________.【例2】已知关于x 的方程x 2+mx -6=0的一个根比2大,另一个根比2小,则实数m 的取值范围是________. 【例3】已知定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x -4)=f (x ),且在区间[0,2]上f (x )=x ,若关于x 的方程f (x )=log a x 有三个不同的实根,求a 的取值范围.【过关练习】1.函数f (x )=2x -2x -a 的一个零点在区间(1,2)内,则实数a 的取值范围是( )A .(1,3)B .(1,2)0)]([=x f f 0)]([=x g g ⎪⎭⎫ ⎝⎛41,81⎪⎭⎫ ⎝⎛21,41⎪⎭⎫ ⎝⎛1,21C .(0,3)D .(0,2)2.已知函数f (x )=⎩⎨⎧|x |,x ≤m ,x 2-2mx +4m ,x >m ,其中m >0.若存在实数b ,使得关于x 的方程f (x )=b 有三个不同的根,则m 的取值范围是________.3.若函数f (x )=|2x -2|-b 有两个零点,则实数b 的取值范围是__________.4.若函数()()01x f x a x a a a =-->≠且有两个零点,则实数a 的取值范围是 .5.关于x 的方程 22(28)160x m x m --+-=的两个实根 1x 、2x 满足 1232x x <<,则实数m 的取值范 围 。
函数与方程1. 函数的零点(1)函数零点的定义:对于函数y=f(x),我们把使________的实数x叫做函数y=f(x)的零点.(2)几个等价关系方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.2. 零点存有定理假如函数y=f(x)满足:(1)在闭区间[a,b]上连续;(图象不间断) (2)f(a)·f(b)<0;则函数y=f(x)在(a,b)上存有零点,即存有c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根.图象4.二分法(1)二分法的定义 对于在区间[a ,b ]上连续持续且________的函数y =f (x ),通过持续地把函数f (x )的零点所在的区间________,使区间的两端点逐步逼近________,进而得到零点的近似值的方法叫做二分法.(2)用二分法求函数零点近似解的步骤第一步:确定区间[a ,b ],验证________,给定精确度ε; 第二步:求区间(a ,b )的中点c ; 第三步:计算f (c )①若f (c )=0,则c 就是函数的零点;②若f (a )·f (c )<0,则令b =c (此时零点x 0∈(a ,c )); ③若f (c )·f (b )<0,则令a =c (此时零点x 0∈(c ,b )).第四步:判断是否达到精确度ε,即若|a -b |<ε,则得到零点近似值a (或b ),否则重复第二、三、四步. 典型例题分析函数f (x )=2x +x 3-2在区间(0,1)内的零点个数是( ) A .0 B .1 C .2 D .3函数f (x )=ln(x -2)-2x的零点所在的大致区间是( )A .(1,2)B .(2,3)C .(3,4)D .(4,5)函数f (x )=x cos2x 在区间[0,2π]上的零点的个数为( ) A .2 B .3 C .4D .5在以下区间中,函数f (x )=e x+4x -3的零点所在的区间为( )A .(-14,0)B .(0,14)C .(14,12)D .(12,34)函数f (x )=mx 2-2x +1有且仅有一个为正实数的零点,则实数m 的取值范围是( ) A .(-∞,1] B .(-∞,0]∪{1} C .(-∞,0)∪(0,1] D .(-∞,1)设f (x )与g (x )是定义在同一区间[a ,b ]上的两个函数,若函数y =f (x )-g (x )在x ∈[a ,b ]上有两个不同的零点,则称f (x )和g (x )在[a ,b ]上是“关联函数”,区间[a ,b ]称为“关联区间”.若f (x )=x 2-3x +4与g (x )=2x +m 在[0,3]上是“关联函数”,则m 的取值范围为( )A .(-94,-2]B .[-1,0]C .(-∞,-2]D .(-94,+∞)设函数f (x )=13x -ln x (x >0),则y =f (x )( )A .在区间(1e ,1),(1,e)内均有零点B .在区间(1e,1),(1,e)内均无零点C .在区间(1e ,1)内有零点,在区间(1,e)内无零点D .在区间(1e,1)内无零点,在区间(1,e)内有零点函数f (x )=-⎝ ⎛⎭⎪⎫12x的零点个数为( ) A. 0 B. 1 C. 2D. 3已知a 是函数f (x )=2x-x 的零点,若0<x 0<a ,则f (x 0)的值满足( )A .f (x 0)=0B .f (x 0)<0C .f (x 0)>0D .不确定已知函数f (x )=log ax +x -b (a >0,且a ≠1).当2<a <3<b <4时,函数f (x )的零点x 0∈(n ,n +1),n ∈N *,则n =________.一、选择题1. [2013·广东四校联考]函数f (x )=x 3+2x -1的零点所在的大致区间是( ) A. (0,1) B. (1,2) C. (2,3) D. (3,4)答案:A解析:f (0)=-1<0,f (1)=2>0,f (2)=11>0,f (3)=32>0,f (4)=71>0,则f (0)·f (1)=-2<0且函数f (x )=x 3+2x -1的图象是连续曲线,所以f (x )在区间(0,1)内有零点.2. 若函数f (x )=bx +2有一个零点为13,则g (x )=x 2+5x +b 的零点是( )A. -13B. 1或-6C. -1或6D. 1或6答案:B解析:∵13是函数f (x )的零点,∴f (13)=0,即13b +2=0,解得b =-6.∴g (x )=x 2+5x -6.令g (x )=0,即x 2+5x -6=0,也就是(x -1)(x +6)=0, 解得x =1或x =-6.∴函数g (x )有两个零点1、-6.3. 如图是函数f (x )的图象,它与x 轴有4个不同的公共点.给出以下四个区间,不能用二分法求出函数f (x )零点的区间是( )A. [-2.1,-1]B. [1.9,2.3]C. [4.1,5]D. [5,6.1]答案:B解析:由图象易知,函数f (x )在区间[1.9,2.3]上不能用二分法求出函数的零点. 4. [2013·湖北八校二联]已知函数f (x )=2x-log 12x ,且实数a >b >c >0满足f (a )·f (b )·f (c )<0,若实数x 0是函数y =f (x )的一个零点,那么以下不等式中不可能成立的是( )A. x 0<aB. x 0>aC. x 0<bD. x 0<c答案:D解析:画出函数y =2x与y =log 12x 的图象可知,满足条件的c 只能在函数f (x )的零点的左边,故不可能出现x 0<c .5. 已知关于x 的方程x ln x =ax +1(a ∈R),以下说法准确的是( ) A. 有两不等根 B. 只有一正根 C. 无实数根 D. 不能确定 答案:B解析:由x ln x =ax +1(a ∈R)知x >0,∴ln x =a +1x ,作出函数y 1=ln x 与y 2=a +1x的图象,易知选B.6. [2013·深圳调研]已知符号函数sgn (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x >0,0,x =0,-1,x <0,则函数f (x )=sgn (ln x )-ln x 的零点个数为( )A. 1B. 2C. 3D. 4答案:C解析:当x >1时,ln x >0,sgn (ln x )=1; 当x =1时,ln x =0,sgn (ln x )=0; 当0<x <1,ln x <0,sgn (ln x )=-1.∴f (x )=sgn (ln x )-ln x =⎩⎪⎨⎪⎧1-ln x ,x >1,0,x =1,-1-ln x ,0<x <1.由f (x )=0得,x =e 或1或1e ,应选C.二、填空题7. [2012·浙江绍兴二模]若f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x -1,x ≥2或x ≤-1,1,-1<x <2,则函数g (x )=f (x )-x 的零点为________.答案:1+2,1解析:求函数g (x )=f (x )-x 的零点,即求f (x )=x 的根, ∴⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2或x ≤-1,x 2-x -1=x或⎩⎪⎨⎪⎧-1<x <2,1=x .解得x =1+2或x =1. ∴g (x )的零点为1+2,1.8. [2013·南昌模拟]已知[x ] 表示不超过实数x 的最大整数,如[1.8]=1,[-1.2]=-2.x 0是函数f (x )=ln x -2x的零点,则[x 0]等于 ________.答案:2解析:∵函数f (x )的定义域为(0,+∞),∴函数f ′(x )=1x +2x2>0,即函数f (x )在(0,+∞)上单调递增.由f (2)=ln2-1<0,f (e)=lne -2e>0,知x 0∈(2,e),∴[x 0]=2.9. [2013·金版原创]已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x-1,x ≥0-x 2-2x ,x <0,若函数y =f (x )-m 有3个零点,则实数m 的取值范围是________.答案:(0,1)解析:画出函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x-1,x ≥0-x 2-2x ,x <0的图象,由图象可知,若函数y =f (x )-m 有3个零点,则0<m <1,所以m 的取值范围是(0,1).三、解答题10. 若g (x )=x +e2x(x >0),g (x )=m 有零点,求m 的取值范围.解:法一:∵g (x )=x +e 2x≥2e 2=2e ,等号成立的条件是x =e , 故g (x )的值域是[2e ,+∞),因而只需m ≥2e,则g (x )=m 就有零点. 法二:作出g (x )=x +e2x(x >0)的大致图象如图:可知若使g (x )=m 有零点,则只需m ≥2e.法三:由g (x )=m 得x 2-mx +e 2=0. 此方程有大于零的根且e 2>0, 故根据根与系数的关系得m >0,故⎩⎪⎨⎪⎧m >0,Δ=m 2-4e 2≥0等价于⎩⎪⎨⎪⎧m >0,m ≥2e或m ≤-2e ,故m ≥2e.11. [2013·苏州模拟]是否存有这样的实数a ,使函数f (x )=x 2+(3a -2)x +a -1在区间[-1,3]上与x 轴恒有一个交点,且只有一个交点?若存有,求出范围;若不存有,请说明理由.解:若实数a 满足条件,则只需f (-1)·f (3)≤0即可.f (-1)·f (3)=(1-3a +2+a -1)·(9+9a -6+a -1)=4(1-a )(5a +1)≤0,所以a ≤-15或a ≥1.检验:(1)当f (-1)=0时a =1,所以f (x )=x 2+x .令f (x )=0,即x 2+x =0,得x =0或x =-1. 方程在[-1,3]上有两根,不合题意,故a ≠1.(2)当f (3)=0时a =-15,此时f (x )=x 2-135x -65.令f (x )=0,即x 2-135x -65=0,解之x =-25或x =3.方程在[-1,3]上有两根,不合题意,故a ≠-15.综上所述,a <-15或a >1.12.[2013·揭阳联考]已知二次函数f (x )=x 2+2bx +c (b 、c ∈R). (1)若f (x )≤0的解集为{x |-1≤x ≤1},求实数b 、c 的值;(2)若f (x )满足f (1)=0,且关于x 的方程f (x )+x +b =0的两个实数根分别在区间(-3,-2),(0,1)内,求实数b 的取值范围.解:(1)依题意,x 1=-1,x 2=1是方程x 2+2bx +c =0的两个根.由韦达定理,得⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-2b ,x 1x 2=c .即⎩⎪⎨⎪⎧-2b =0,c =-1.所以b =0,c =-1.(2)由题知,f (1)=1+2b +c =0,所以c =-1-2b .记g (x )=f (x )+x +b =x 2+(2b +1)x +b +c =x 2+(2b +1)x -b -1,则⎩⎪⎨⎪⎧g-3=5-7b >0,g -2=1-5b <0,g 0=-1-b <0,g1=b +1>0,解得15<b <57,所以实数b 的取值范围为15<b <57.。
函数与方程知识梳理1.函数的零点对于函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点.2.方程、函数、图象之间的关系;方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.3.函数零点存在的判定方法如果函数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也就是方程f(x)=0的根.温馨提示判定函数零点的两个条件缺一不可,否则不一定存在零点;反过来,若函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,则f(a)·f(b)<0不一定成立.4.二分法的定义对于在区间[a,b]上连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.5.二分法的步骤给定精确度ε,用二分法求函数f(x)零点近似值的步骤如下:(1)确定区间[a,b],验证f(a)·f(b)<0,给定精确度ε;(2)求区间(a,b)的中点c;(3)计算f(c);①若f(c)=0,则c就是函数的零点;②若f(a)·f(c)<0,则令b=c(此时零点x0∈(a,c)).③若f(c)·f(b)<0,则令a=c(此时零点x0∈(c,b)).(4)判断是否达到精确度ε:即若|a-b|<ε,则得到零点近似值a(或b);否则重复(2)~(4).要点一、函数零点区间的判断例1、已知方程lgx+=0的根为x0,则下列说法正确的是()A.x0∈(0,1)B.x0∈(1,10)C.x0∈(10,100)D.x0∈(100,+∞)例2、函数f(x)=4x+lnx﹣15的零点x0∈(k,k+1),k∈Z,则整数k的值为()A.1B.2C.3D.4答案:A C练习1、函数f(x)=()x﹣x的零点位于区间()A.(0,1)B.(1,2)C.(2,3)D.(3,4)2、函数f(x)=log3(x+2)+x﹣1的零点所在的一个区间是()A.(0,1)B.(1,2)C.(2,3)D.(3,4)3、函数f(x)=2x﹣2+e x+1的零点所在的区间为()A.(﹣1,0)B.(0,1)C.(1,2)D.(2,3)4、已知方程lnx=11﹣2x的实数解为x0,且x0∈(k,k+1),k∈N*,则k=()A.1B.2C.3D.45、已知函数.在下列区间中,包含f(x)零点的区间是()A.(0,1)B.(1,3)C.(3,5)D.(5,7)要点二、函数零点个数的判断例3、已知函数f(x)=,g(x)=3﹣x,则方程f(x)=g(x)的解的个数是()A.2B.3C.4D.5例4、函数f(x)=x﹣4﹣(x+2)()x的零点个数为()A.0B.1C.2D.3答案:C C练习6、设方程|x2﹣3|=a的解的个数为m,则m不可能等于()A.1B.2C.3D.47、函数f(x)=2x+log2|x|的零点个数为()A.0B.1C.2D.38、函数的零点个数为;9、已知定义在R上的奇函数f(x),当x∈[0,+∞)时满足:f(x)=,则f(2)=;方程f(x)﹣=0的解的个数为.10、已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,满足f(x+2)=f(x),若x∈[0,1]时,f(x)=2x﹣1,则函数y=f(x)﹣ln|x|的零点个数为.要点三、根据函数零点个数求参例5、已知函数f(x)=,若方程f(x)=a有三个不同的实数根,则实数a的取值范围是.例6、函数f(x)=x2﹣2|x|﹣m的零点有两个,则实数m的取值范围是.答案:(0,1)m>0或m=﹣1练习11、若函数f(x)=log a x﹣x+a(a>0且a≠1)有两个零点,则实数a的取值范围是()A.(0,1)B.(1,+∞)C.(1,e)D.(e,+∞)12、已知函数,若函数y=f(x)﹣m有三个不同的零点,则实数m的取值范围是()A.[1,2]B.[1,2)C.(1,2]D.(1,2)13、已知函数有且只有1个零点,则实数a的取值范围为()A.a<0或a>1B.a=0或a>1C.0≤a<1D.a>1或a≤0 14、若函数f(x)=|2x﹣3|﹣b有两个零点,则实数b的取值范围是.15、已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≥0时,f(x)=x2﹣2x.若关于x的方程f(x)﹣m=0有四个不同的实数解,则实数m的取值范围是.要点四、二分法例7、用二分法求方程的近似解,求得f(x)=x3+2x﹣9的部分函数值数据如表所示:x12 1.5 1.625 1.75 1.875 1.8125 f(x)﹣63﹣2.625﹣1.459﹣0.14 1.34180.5793则当精确度为0.1时,方程x3+2x﹣9=0的近似解可取为()A.1.6B.1.7C.1.8D.1.9例8、函数f(x)在区间(2.5755,2.5769)上有一个零点,现研究这个零点的近似值;(1)如果耍精确到0.01,那么这个近似解为;(2)如果f(2.5755)>0,f(2.5769)<0,f(2.5762)>0,并给定精确度0.001,那么这个近似解为.答案:C 2.58 2.576练习16、用二分法求函数f(x)=ln(2x+6)+2﹣3x零点时,用计算器得到如表:x 1.00 1.25 1.375 1.50 f(x) 1.07940.1918﹣0.3604﹣0.9989则由表中数据,可得到函数的一个零点的近似值(精确度为0.1)为()A.1.125B.1.3125C.1.4375D.1.4687517、用二分法研究函数f(x)=x5+8x3﹣1的零点时,第一次经过计算f(0)<0,f(0.5)>0,则其中一个零点所在的区间和第二次应计算的函数值分别为()A.(0,0.5)f(0.125)B.(0.5,1)f(0.25)C.(0.5,1)f(0.75)D.(0,0.5)f(0.25)18、用二分法求函数f(x)=x3+x2﹣2x﹣2的一个正零点的近似值(精确度为0.1)时,依次计算得到如下数据:f(1)=﹣2,f(1.5)=0.625,f(1.25)≈﹣0.984,f(1.375)≈﹣0.260,关于下一步的说法正确的是()A.已经达到精确度的要求,可以取1.4作为近似值B.已经达到精确度的要求,可以取1.375作为近似值C.没有达到精确度的要求,应该接着计算f(1.4375)D.没有达到精确度的要求,应该接着计算f(1.3125)19、用二分法研究函数f(x)在区间(0,1)内的零点时,计算得f(0)<0,f(0.5)<0,f(1)>0,那么下一次应计算x=时的函数值.20、用二分法研究函数f(x)=x3+2x﹣1的零点的第一次经计算f(0)<0,f(0.5)>0,可得其中一个零点x0∈_________,第二次计算__________,答案:1、B 2、A 3、A 4、D 5、D 6、A 7、C 8、2 9、1 5 10、2 11、B 12、D 13、B 14、(0,3)15、(-1,0)16、B 17、D 18、C 19、0.75 20、(0,0.5)f(0.25)。
函数与方程的紧密联系1. 引言函数和方程是数学中两个基本概念,它们在解决数学问题和实际应用中发挥着重要的作用。
函数是一种映射关系,它将一个集合中的元素映射到另一个集合中的元素;而方程则是等式的表示形式,在其中未知数与已知数之间建立了关系。
尽管它们在概念上有所不同,但函数和方程之间存在着紧密的联系。
本文将深入探讨函数与方程之间的这种联系,并提供一些观点和理解。
2. 函数与方程的定义及基本属性2.1 函数的定义函数可以看作是一种映射关系,它将集合A中的元素通过某种规则映射到集合B中的元素,记作f: A → B。
其中,A称为定义域,B称为值域。
函数的定义可以采用不同的表达方式,如显式表达、隐式表达或参数表达式。
2.2 方程的定义方程是等式的表达形式,其中包含一个或多个未知数和已知数之间的关系。
方程可以是线性的、非线性的,也可以是代数方程、函数方程等等。
3. 函数与方程的关系3.1 函数的图像与方程的解的关系函数的图像是函数在坐标平面上的表示,它展示了函数的性质和行为。
而方程的解是满足方程等式的未知数的取值。
函数的图像与方程的解之间存在着密切的联系。
对于给定的函数f(x),我们可以将其转化为方程f(x) = 0,并求解这个方程,得到函数的零点或根,也就是函数的图像与x轴的交点。
3.2 方程与函数图像的交点方程和函数图像的交点是方程的解和函数的零点。
通过解方程和求函数的零点,我们可以找到方程与函数图像的交点。
这些交点在坐标平面上有特定的位置和特征,它们揭示了方程和函数图像之间的关系。
4. 函数与方程的应用函数和方程在数学和现实生活中有广泛的应用。
例如:4.1 函数在数学分析中的应用函数作为数学分析的基础,广泛应用于微积分、实分析和复分析等领域。
函数的性质与方程的解密切相关,在数学分析中,我们需要研究函数的连续性、可导性以及函数的极值等等,这些问题与方程的解有着紧密的联系。
4.2 方程在物理学中的应用方程在物理学中有着重要的应用。
函数与方程1.函数的零点 (1)函数零点的定义对于函数y =f (x ) (x ∈D ),把使f (x )=0的实数x 叫做函数y =f (x ) (x ∈D )的零点. (2)几个等价关系方程f (x )=0有实数根⇔函数y =f (x )的图象与x 轴有交点⇔函数y =f (x )有零点. (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 __也就是方程f (x )=0的根.2.二次函数y =ax 2+bx +c (a >0)的图象与零点的关系对于在区间[a ,b ]上连续不断且f (a )·f (b )<0的函数y =f (x ),通过不断地把函数f (x )的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法. 【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)函数的零点就是函数的图象与x 轴的交点.( × )(2)函数y =f (x )在区间(a ,b )内有零点(函数图象连续不断),则f (a )·f (b )<0.( × ) (3)二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)在b 2-4ac <0时没有零点.( √ ) (4)只要函数有零点,我们就可以用二分法求出零点的近似值.( × ) (5)函数y =2sin x -1的零点有无数多个.( √ )(6)函数f (x )=kx +1在[1,2]上有零点,则-1<k <-12.( × )1.(2013·重庆)若a <b <c ,则函数f (x )=(x -a )(x -b )+(x -b )(x -c )+(x -c )(x -a )的两个零点分别位于区间( ) A .(a ,b )和(b ,c )内 B .(-∞,a )和(a ,b )内 C .(b ,c )和(c ,+∞)内 D .(-∞,a )和(c ,+∞)内答案 A解析 由于a <b <c ,所以f (a )=0+(a -b )(a -c )+0>0,f (b )=(b -c )(b -a )<0,f (c )=(c -a )(c -b )>0.因此有f (a )·f (b )<0,f (b )·f (c )<0,又因f (x )是关于x 的二次函数,函数的图象是连续不断的曲线,因此函数f (x )的两零点分别位于区间(a ,b )和(b ,c )内,故选A. 2.(2013·天津)函数f (x )=2x |log 0.5 x |-1的零点个数为( ) A .1 B .2 C .3 D .4 答案 B解析 当0<x <1时,f (x )=2x log 0.5x -1,令f (x )=0,则log 0.5x =⎝⎛⎭⎫12x .由y =log 0.5x ,y =⎝⎛⎭⎫12x 的图象知,在(0,1)内有一个交点,即f (x )在(0,1)上有一个零点. 当x >1时,f (x )=-2x log 0.5x -1=2x log 2x -1, 令f (x )=0得log 2x =⎝⎛⎭⎫12x ,由y =log 2x ,y =⎝⎛⎭⎫12x 的图象知在(1,+∞)上有一个交点,即f (x )在(1,+∞)上有一个零点,故选B.3.(2014·湖北)已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 2-3x ,则函数g (x )=f (x )-x +3的零点的集合为( ) A .{1,3} B .{-3,-1,1,3} C .{2-7,1,3} D .{-2-7,1,3} 答案 D解析 令x <0,则-x >0,所以f (-x )=(-x )2-3(-x )=x 2+3x . 因为f (x )是定义在R 上的奇函数, 所以f (-x )=-f (x ).所以当x <0时,f (x )=-x 2-3x .所以当x ≥0时,g (x )=x 2-4x +3.令g (x )=0,即x 2-4x +3=0,解得x =1或x =3.当x <0时,g (x )=-x 2-4x +3.令g (x )=0,即x 2+4x -3=0,解得x =-2+7>0(舍去)或x =-2-7.所以函数g (x )有三个零点,故其集合为{-2-7,1,3}.4.已知函数f (x )=ln x -x +2有一个零点所在的区间为(k ,k +1) (k ∈N +),则k 的值为________. 答案 3解析 由题意知,当x >1时,f (x )单调递减,因为f (3)=ln 3-1>0,f (4)=ln 4-2<0,所以该函数的零点在区间(3,4)内,所以k =3.题型一 函数零点的判断和求解例1 (1)设x 0是方程ln x +x =4的解,则x 0属于( ) A .(0,1) B .(1,2) C .(2,3)D .(3,4)(2)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ln x -x 2+2x ,x >0,4x +1, x ≤0的零点个数是________.答案 (1)C (2)3解析 (1)设f (x )=ln x +x -4, ∵f (2)=ln 2-2<0,f (3)=ln 3-1>0, ∴x 0∈(2,3).(2)当x >0时:作函数y =ln x 和y =x 2-2x 的图象,由图知,x >0时,f (x )有两个零点; 当x <0时,由f (x )=0得x =-14,综上,f (x )有三个零点. 思维升华 函数零点的求法:(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:利用定理不仅要函数在区间[a ,b ]上是连续不断的曲线,且f (a )·f (b )<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:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其有几个交点,就有几个不同的零点.(1)函数f (x )=2x +3x 的零点所在的一个区间是( )A .(-2,-1)B .(-1,0)C .(0,1)D .(1,2)(2)若定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x +2)=f (x ),且当x ∈[0,1]时,f (x )=x ,则函数y =f (x )-log 3|x |的零点个数是( ) A .多于4个 B .4个 C .3个 D .2个答案 (1)B (2)B解析 (1)∵f (x )=2x +3x 在R 上是增函数. 而f (-2)=2-2-6<0,f (-1)=2-1-3<0,f (0)=20=1>0,f (1)=2+3=5>0,f (2)=22+6=10>0, ∴f (-1)·f (0)<0.故函数f (x )在区间(-1,0)上有零点. (2)由题意知,f (x )是周期为2的偶函数.在同一坐标系内作出函数y =f (x )及y =log 3|x |的图象,如下:观察图象可以发现它们有4个交点, 即函数y =f (x )-log 3|x |有4个零点. 题型二 二次函数的零点问题例2 已知函数f (x )=x 2+ax +2,a ∈R .(1)若不等式f (x )≤0的解集为[1,2],求不等式f (x )≥1-x 2的解集;(2)若函数g (x )=f (x )+x 2+1在区间(1,2)上有两个不同的零点,求实数a 的取值范围. 解 (1)因为不等式f (x )≤0的解集为[1,2], 所以a =-3,于是f (x )=x 2-3x +2. 由f (x )≥1-x 2得,1-x 2≤x 2-3x +2, 解得x ≤12或x ≥1,所以不等式f (x )≥1-x 2的解集为{x |x ≤12或x ≥1}.(2)函数g (x )=2x 2+ax +3在区间(1,2)上有两个不同的零点,则⎩⎪⎨⎪⎧g (1)>0,g (2)>0,1<-a4<2,a 2-24>0,即⎩⎪⎨⎪⎧a +5>0,2a +11>0,-8<a <-4,a <-26或a >26,解得-5<a <-2 6.所以实数a 的取值范围是(-5,-26).思维升华 解决二次函数的零点问题:(1)可利用一元二次方程的求根公式;(2)可用一元二次方程的判别式及根与系数之间的关系;(3)利用二次函数的图象列不等式组.已知f (x )=x 2+(a 2-1)x +(a -2)的一个零点比1大,一个零点比1小,求实数a的取值范围.解 方法一 设方程x 2+(a 2-1)x +(a -2)=0的两根分别为x 1,x 2(x 1<x 2),则(x 1-1)(x 2-1)<0, 即x 1x 2-(x 1+x 2)+1<0, 由根与系数的关系, 得(a -2)+(a 2-1)+1<0, 即a 2+a -2<0,∴-2<a <1. 方法二 函数图象大致如图, 则有f (1)<0,即1+(a 2-1)+a -2<0, 故-2<a <1.题型三 函数零点和参数的范围例3 若关于x 的方程22x +2x a +a +1=0有实根,求实数a 的取值范围. 解 方法一 (换元法)设t =2x (t >0),则原方程可变为t 2+at +a +1=0,(*) 原方程有实根,即方程(*)有正根. 令f (t )=t 2+at +a +1.①若方程(*)有两个正实根t 1,t 2, 则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=a 2-4(a +1)≥0,t 1+t 2=-a >0,t 1·t 2=a +1>0,解得-1<a ≤2-22;②若方程(*)有一个正实根和一个负实根(负实根,不合题意,舍去),则f (0)=a +1<0,解得a <-1;③若方程(*)有一个正实根和一个零根,则f (0)=0且-a2>0,解得a =-1.综上,a 的取值范围是(-∞,2-22]. 方法二 (分离变量法)由方程,解得a =-22x +12x +1,设t =2x (t >0),则a =-t 2+1t +1=-⎝⎛⎭⎫t +2t +1-1=2-⎣⎡⎦⎤(t +1)+2t +1,其中t +1>1,由基本不等式,得(t +1)+2t +1≥22,当且仅当t =2-1时取等号,故a ≤2-2 2.思维升华 对于“a =f (x )有解”型问题,可以通过求函数y =f (x )的值域来解决,解的个数也可化为函数y =f (x )的图象和直线y =a 交点的个数.(2014·江苏)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 )=|x 2-2x +12|.若函数y =f (x )-a 在区间[-3,4]上有10个零点(互不相同),则实数a 的取值范围是________. 答案 (0,12)解析 作出函数y =f (x )在[-3,4]上的图象,f (-3)=f (-2)=f (-1)=f (0)=f (1)=f (2)=f (3)=f (4)=12,观察图象可得0<a <12.数形结合思想在函数零点问题中的应用典例:(1)方程log 3x +x -3=0的解所在的区间是( ) A .(0,1) B .(1,2) C .(2,3) D .(3,4)(2)已知函数f (x )=log a x +x -b (a >0,且a ≠1),当2<a <3<b <4时,函数f (x )的零点x 0∈(n ,n +1),n ∈N *,则n =________.思维点拨 (1)利用零点存在性定理;(2)利用临界情况时f (x )的图象观察零点的大小. 解析 (1)设f (x )=log 3x +x -3, 则f (2)=log 32-1<0, f (3)=log 33+3-3=1>0,∴f (x )=0在(2,3)有零点,又f (x )为增函数,∴f (x )=0的零点在(2,3)内.(2)在直角坐标系下分别作出y =log 2x ,y =log 3x 及y =3-x ,y =4-x 的图象,如图所示,显然所有可能的交点构成图中的阴影区域(不含边界),其中各点的横坐标均落于(2,3)之内,又因为x 0∈(n ,n +1),n ∈N *,故n =2.答案 (1)C (2)2温馨提醒 (1)零点问题可转化为函数图象的交点问题进行求解,体现了数形结合的思想.(2)求零点范围时用数形结合求解可减少思维量,作图时要尽量准确.方法与技巧1.函数零点的判定常用的方法有(1)零点存在性定理;(2)数形结合;(3)解方程f (x )=0.2.研究方程f (x )=g (x )的解,实质就是研究G (x )=f (x )-g (x )的零点.3.转化思想:方程解的个数问题可转化为两个函数图象交点的个数问题;已知方程有解求参数范围问题可转化为函数值域问题. 失误与防范1.函数f (x )的零点是一个实数,是方程f (x )=0的根,也是函数y =f (x )的图象与x 轴交点的横坐标.2.函数零点存在性定理是零点存在的一个充分条件,而不是必要条件;判断零点个数还要根据函数的单调性、对称性或结合函数图象.A 组 专项基础训练 (时间:45分钟)1.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1, x ≤1,1+log 2x , x >1,则函数f (x )的零点为( )A.12,0 B .-2,0 C.12 D .0答案 D解析 当x ≤1时,由f (x )=2x -1=0,解得x =0;当x >1时,由f (x )=1+log 2x =0,解得x =12, 又因为x >1,所以此时方程无解. 综上函数f (x )的零点只有0,故选D.2.方程|x 2-2x |=a 2+1(a >0)的解的个数是( ) A .1 B .2 C .3 D .4 答案 B解析 (数形结合法) ∵a >0,∴a 2+1>1. 而y =|x 2-2x |的图象如图,∴y =|x 2-2x |的图象与y =a 2+1的图象总有两个交点.3.若关于x 的方程x 2+mx +1=0有两个不相等的实数根,则实数m 的取值范围是( ) A .(-1,1)B .(-2,2)C .(-∞,-2)∪(2,+∞)D .(-∞,-1)∪(1,+∞) 答案 C解析 ∵方程x 2+mx +1=0有两个不相等的实数根, ∴Δ=m 2-4>0,∴m >2或m <-2.4.函数f (x )=x cos x 2在区间[0,4]上的零点个数为( ) A .4 B .5 C .6 D .7答案 C解析 由f (x )=x cos x 2=0,得x =0或cos x 2=0. 又x ∈[0,4],所以x 2∈[0,16]. 由于cos(π2+k π)=0(k ∈Z ),而在π2+k π(k ∈Z )的所有取值中,只有π2,3π2,5π2,7π2,9π2满足在[0,16]内,故零点个数为1+5=6.5.已知三个函数f (x )=2x +x ,g (x )=x -2,h (x )=log 2x +x 的零点依次为a ,b ,c ,则( ) A .a <b <cB .a <c <bC .b <a <cD .c <a <b答案 B解析 方法一 由于f (-1)=12-1=-12<0,f (0)=1>0,且f (x )为R 上的递增函数. 故f (x )=2x +x 的零点a ∈(-1,0). ∵g (2)=0,∴g (x )的零点b =2; ∵h ⎝⎛⎭⎫12=-1+12=-12<0,h (1)=1>0, 且h (x )为(0,+∞)上的增函数, ∴h (x )的零点c ∈⎝⎛⎭⎫12,1,因此a <c <b . 方法二 由f (x )=0得2x =-x ;由h (x )=0得log 2x =-x 作出函数y =2x , y =log 2x 和y =-x 的图象(如图).由图象易知a <0,0<c <1,而b =2, 故a <c <b .6.若函数f (x )=x 2+ax +b 的两个零点是-2和3,则不等式af (-2x )>0的解集是________. 答案 {x |-32<x <1}解析 ∵f (x )=x 2+ax +b 的两个零点是-2,3. ∴-2,3是方程x 2+ax +b =0的两根,由根与系数的关系知⎩⎪⎨⎪⎧-2+3=-a ,-2×3=b .∴⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =-6, ∴f (x )=x 2-x -6. ∵不等式af (-2x )>0,即-(4x 2+2x -6)>0⇔2x 2+x -3<0, 解集为{x |-32<x <1}.7.函数f (x )=3x -7+ln x 的零点位于区间(n ,n +1)(n ∈N )内,则n =________. 答案 2解析 由于ln 2<ln e =1,所以f (2)<0,f (3)=2+ln 3,由于ln 3>1,所以f (3)>0,所以增函数f (x )的零点位于区间(2,3)内,故n =2.8.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x >0,-x 2-2x ,x ≤0,若函数g (x )=f (x )-m 有3个零点,则实数m 的取值范围是________. 答案 (0,1)解析 画出f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x >0,-x 2-2x ,x ≤0的图象,如图.由于函数g (x )=f (x )-m 有3个零点,结合图象得:0<m <1,即m ∈(0,1). 9.判断函数f (x )=4x +x 2-23x 3在区间[-1,1]上零点的个数,并说明理由.解 因为f (-1)=-4+1+23=-73<0,f (1)=4+1-23=133>0,所以f (x )在区间[-1,1]上有零点.又f ′(x )=4+2x -2x 2=92-2(x -12)2,当-1≤x ≤1时,0≤f ′(x )≤92,所以f (x )在[-1,1]上单调递增.所以f (x )在[-1,1]上有且只有一个零点.10.关于x 的二次方程x 2+(m -1)x +1=0在区间[0,2]上有解,求实数m 的取值范围. 解 方法一 设f (x )=x 2+(m -1)x +1,x ∈[0,2], ①若f (x )=0在区间[0,2]上有一解, ∵f (0)=1>0,则应有f (2)<0, 又∵f (2)=22+(m -1)×2+1, ∴m <-32.②若f (x )=0在区间[0,2]上有两解,则 ⎩⎪⎨⎪⎧Δ≥0,0<-m -12<2,f (2)≥0,∴⎩⎪⎨⎪⎧(m -1)2-4≥0,-3<m <1,4+(m -1)×2+1≥0.∴⎩⎪⎨⎪⎧m ≥3或m ≤-1,-3<m <1,m ≥-32.∴-32≤m ≤-1.由①②可知m 的取值范围是(-∞,-1].方法二 显然x =0不是方程x 2+(m -1)x +1=0的解,0<x ≤2时,方程可变形为1-m =x +1x, 又∵y =x +1x在(0,1]上单调递减,[1,2]上单调递增, ∴y =x +1x在(0,2]的取值范围是[2,+∞), ∴1-m ≥2,∴m ≤-1,故m 的取值范围是(-∞,-1].B 组 专项能力提升(时间:25分钟)11.已知x 1,x 2是函数f (x )=e -x -|ln x |的两个零点,则( ) A.1e<x 1x 2<1 B .1<x 1x 2<e C .1<x 1x 2<10D .e<x 1x 2<10答案 A 解析 在同一坐标系中画出函数y =e -x 与y =|ln x |的图象,结合图象不难看出,它们的两个交点中,其中一个交点的横坐标属于区间(0,1),另一个交点的横坐标属于区间(1,+∞),即在x 1,x 2中,其中一个属于区间(0,1),另一个属于区间(1,+∞).不妨设x 1∈(0,1),x 2∈(1,+∞),则有e 1x -=|ln x 1|=-ln x 1∈(e -1,1),2e x -=|ln x 2|=ln x 2∈(0,e -1),e 2x --e 1x -=ln x 2+ln x 1=ln x 1x 2∈(-1,0),于是有e -1<x 1x 2<e 0,即1e<x 1x 2<1. 12.若直角坐标平面内的两点P ,Q 满足条件:①P ,Q 都在函数y =f (x )的图象上;②P ,Q 关于原点对称,则称点对[P ,Q ]是函数y =f (x )的一对“友好点对”(点对[P ,Q ]与[Q ,P ]看作同一对“友好点对”).已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,-x 2-4x ,x ≤0,则此函数的“友好点对”有( ) A .0对 B .1对 C .2对 D .3对答案 C解析 函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,-x 2-4x ,x ≤0的图象及函数f (x )=-x 2-4x (x ≤0)的图象关于原点对称的图象如图所示,则A ,B 两点关于原点的对称点一定在函数f (x )=-x 2-4x (x ≤0)的图象上,故函数f (x )的“友好点对”有2对,选C.13.若方程4-x 2=k (x -2)+3有两个不等的实根,则k 的取值范围是________.答案 (512,34]解析 作出函数y 1=4-x 2和y 2=k (x -2)+3的图象如图所示,函数y 1的图象是圆心在原点,半径为2的圆在x 轴上方的半圆(包括端点),函数y 2的图象是过定点P (2,3)的直线,因为点A (-2,0),则k P A =3-02-(-2)=34.直线PB 是圆的切线,由圆心到直线的距离等于半径得,|3-2k PB |k 2PB +1=2,得k PB =512.由图可知当k PB <k ≤k P A 时,两函数图象有两个交点,即原方程有两个不等实根.所以512<k ≤34. 14.已知0<a <1,k ≠0,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a x , x ≥0,kx +1, x <0,若函数g (x )=f (x )-k 有两个零点,则实数k 的取值范围是________.答案 (0,1)解析 函数g (x )=f (x )-k 有两个零点,即f (x )-k =0有两个解,即y =f (x )与y =k 的图象有两个交点.分k >0和k <0作出函数f (x )的图象.当0<k <1时,函数y =f (x )与y =k 的图象有两个交点;当k =1时,有一个交点;当k >1或k <0时,没有交点,故当0<k <1时满足题意.15.已知函数f (x )=4x +m ·2x +1有且仅有一个零点,求m 的取值范围,并求出该零点. 解 ∵f (x )=4x +m ·2x +1有且仅有一个零点,即方程(2x )2+m ·2x +1=0仅有一个实根.设2x =t (t >0),则t 2+mt +1=0.当Δ=0,即m 2-4=0,∴m =-2时,t =1;m =2时,t =-1(不合题意,舍去),∴2x =1,x =0符合题意.当Δ>0,即m >2或m <-2时,t 2+mt +1=0有两正根或两负根,即f (x )有两个零点或没有零点.∴这种情况不符合题意.综上可知,m =-2时,f (x )有唯一零点,该零点是0.(本题也可以将m 分离后利用图象法求解)。