2014届高考数学热点难点突破-不拉分系列之(四)图解函数的零点问题
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函数零点问题解答分析与思考函数的零点,即函数在坐标系中与x轴交点的横坐标值。
在数学中,求解函数的零点是一个常见的问题,也是解决方程、求解实际问题的重要一环。
在这篇文章中,我们将对函数零点问题进行一些分析与思考,探讨不同类型函数的零点求解方法,以及如何利用零点求解问题。
一、基本概念我们来回顾一下函数的零点的基本概念。
对于一个函数f(x),其零点即为使得f(x)=0的x值。
通常来说,我们可以通过以下几种方法求解函数的零点:1. 图像法:通过绘制函数的图像,找到函数与x轴的交点;2. 方程法:将函数f(x)化为方程f(x)=0,然后通过解方程求解得到零点;3. 迭代法:利用数值计算方法逼近函数的零点。
这些方法都是常见的零点求解方法,在实际问题中也常常会用到。
下面,我们将结合不同类型的函数,来分析如何利用这些方法求解函数的零点。
二、线性函数的零点求解举个例子来说,我们考虑函数f(x)=2x-3,我们需要求解函数f(x)的零点。
我们可以将函数化为方程2x-3=0,然后通过解方程的方法来求解得到x=3/2。
这样,我们就得到了函数f(x)的零点为x=3/2。
接下来,我们来看一下多项式函数的零点求解。
对于一个n次多项式函数f(x)=anxn+an-1xn-1+...+a1x+a0,其中an≠0,我们可以通过多种方法来求解其零点。
我们也可以利用迭代法来逼近多项式函数的零点。
通过不断迭代计算,我们可以逼近多项式函数的零点。
这在计算机科学和数值计算中经常会用到。
四、三角函数和指数函数的零点求解除了线性函数和多项式函数,我们还可以考虑三角函数和指数函数的零点求解。
对于这两类函数,我们通常会采用迭代法来逼近函数的零点。
对于函数f(x)=sin(x),我们可以通过不断迭代计算,利用泰勒级数展开式来逼近函数的零点。
对于指数函数f(x)=e^x,我们也可以利用迭代法来逼近函数的零点。
五、零点求解在实际问题中的应用我们来思考一下零点求解在实际问题中的应用。
函数的零点问题函数的零点问题是数学中的重要概念,也是不少学生学习数学时比较困难的部分。
本文将对函数的零点问题进行深入阐述,包括其定义、求解方法和实际意义等方面的内容,希望对读者加深对这一概念的理解。
一、定义在数学中,函数的零点指的是函数图像与x轴交点的横坐标。
也就是说,对于函数f(x),它的零点是指f(x)=0的x值。
经常把求解函数零点问题转换为求解方程f(x)=0的根。
二、求解方法求解函数的零点,关键是求解方程f(x)=0的根。
对于一些形式简单的函数,可以通过手工计算求解;而对于形式复杂、无法手工求解的函数,可以借助计算机等工具进行数值求解。
1.手工计算法手工计算法求解函数零点问题,需要掌握函数的性质和一些基本的求解方法。
以下是几种常见的方法:(1)代数法对于一些形如ax+b=0的方程,可以通过一些基本的代数运算来求解。
比如:对于f(x)=2x-3,要求f(x)=0的解,就要解方程2x-3=0,得到x=3/2。
对于f(x)=x^2-4,要求f(x)=0的解,就要解方程x^2-4=0,得到x=±2。
对于f(x)=x^3+2x^2-x-2,设f(x)=(x-a)(x^2+bx+c),化简得到a=-1,b=1,c=-2,然后再利用求根公式进行求解。
(2)图像法对于一些简单的函数,可以通过画出函数图像来求解零点。
具体方法是,在坐标系中画出函数f(x)的图像,根据图像与x轴的交点所在的位置和数量来求解零点。
例如:对于f(x)=x^2-1,画出函数图像后可以看出函数有两个零点,即x=1和x=-1。
对于f(x)=sinx,画出函数图像后可以看出函数有无数个零点,它们分别在x=nπ(其中n为整数)处。
(3)因式分解法对于一些可以因式分解的函数,可以通过将其因式分解后再求解。
例如:对于f(x)=x^2-4x+3,将其因式分解为(x-1)(x-3),得到函数的两个零点分别为1和3。
对于f(x)=x^3-3x^2+2x,将其因式分解为x(x-1)(x-2),得到函数的三个零点分别为0、1和2。
高考数学《函数零点的个数问题》知识讲解与例题讲解一、知识点讲解与分析:1、零点的定义:一般地,对于函数()()y f x x D =∈,我们把方程()0f x =的实数根x 称为函数()()y f x x D =∈的零点2、函数零点存在性定理:设函数()f x 在闭区间[],a b 上连续,且()()0f a f b <,那么在开区间(),a b 内至少有函数()f x 的一个零点,即至少有一点()0,x a b ∈,使得()00f x =。
(1)()f x 在[],a b 上连续是使用零点存在性定理判定零点的前提 (2)零点存在性定理中的几个“不一定”(假设()f x 连续) ① 若()()0f a f b <,则()f x 的零点不一定只有一个,可以有多个 ② 若()()0f a f b >,那么()f x 在[],a b 不一定有零点 ③ 若()f x 在[],a b 有零点,则()()f a f b 不一定必须异号3、若()f x 在[],a b 上是单调函数且连续,则()()()0f a f b f x <⇒在(),a b 的零点唯一4、函数的零点,方程的根,两图像交点之间的联系设函数为()y f x =,则()f x 的零点即为满足方程()0f x =的根,若()()()f x g x h x =−,则方程可转变为()()g x h x =,即方程的根在坐标系中为()(),g x h x 交点的横坐标,其范围和个数可从图像中得到。
由此看来,函数的零点,方程的根,两图像的交点这三者各有特点,且能相互转化,在解决有关根的问题以及已知根的个数求参数范围这些问题时要用到这三者的灵活转化。
(详见方法技巧) 二、方法与技巧:1、零点存在性定理的应用:若一个方程有解但无法直接求出时,可考虑将方程一边构造为一个函数,从而利用零点存在性定理将零点确定在一个较小的范围内。
例如:对于方程ln 0x x +=,无法直接求出根,构造函数()ln f x x x =+,由()110,02f f ⎛⎫>< ⎪⎝⎭即可判定其零点必在1,12⎛⎫⎪⎝⎭中 2、函数的零点,方程的根,两函数的交点在零点问题中的作用 (1)函数的零点: 工具:零点存在性定理作用:通过代入特殊值精确计算,将零点圈定在一个较小的范围内。
函数零点问题的4种解题方法一 、 依据概念 化为方程求根对于函数y=f(x),我们把f(x)=0使的实数x叫做函数y=f(x)的零点,因此,该方法就是将函数的零点问题转化为方程f(x)=0的问题来解答。
二 、由数到形实现零点交点的互化函数y=f(x)的零点,即函数y=f(x)的图像与x轴的交点的横坐标。
因此,求函数的零点问题可转化为函数y=f(x)图像与x轴的交点的横坐标,或将方程f(x)=0整理成f1(x)=f2(x)形式,然后在同一直角坐标系下,画出两函数的图像,交点的横坐标即为函数的零点,交点的个数即为函数的零点个数。
注:在解题中,若遇到函数形式复杂难以作图时,则不妨先整理表达式,一般以所涉及的函数能作其图像为整理要求。
接着在同一坐标系下,规范作图,然后确定交点的位置或个数,特别在部分区间上是否存在交点,要细心对待,有时还需计算相关的函数值(函数值的趋势)来确定是否有交点。
三 、依存定理 凭号而论如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图像时联系不断的一条曲线,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。
通常将此论述称为零点存在性定理。
因此,该解题策略就是将函数零点分布问题转化为判断不等式f(a)f(b)<0是否成立。
四、借助单调 确定问题如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图像时连续不断的一条具有单调性曲线,并且有f(a)f(b) <0,那么函数y=f(x)在区间(a,b)内有唯一零点,即存在唯一的c∈(a,b),使得f(c)=0。
通常将此论述称为零点唯一性定理。
因此,该策略解题需要考虑两个条件:条件一是f(a)f (b)<0是否成立;条件二是否具有单调性。
题型一:已知零点个数求参数范围题型二:求零点所在区间题型三:求零点个数。
2014高考理科数学必考点解题方法秘籍:待定系数法要确定变量间的函数关系,设出某些未知系数,然后根据所给条件来确定这些未知系数的方法叫待定系数法,其理论依据是多项式恒等,也就是利用了多项式f(x)≡g(x)的充要条件是:对于一个任意的a值,都有f(a)≡g(a);或者两个多项式各同类项的系数对应相等。
(≡表示恒等于)待定系数法解题的关键是依据已知,正确列出等式或方程。
使用待定系数法,就是把具有某种确定形式的数学问题,通过引入一些待定的系数,转化为方程组来解决,要判断一个问题是否用待定系数法求解,主要是看所求解的数学问题是否具有某种确定的数学表达式,如果具有,就可以用待定系数法求解。
例如分解因式、拆分分式、数列求和、求函数式、求复数、解析几何中求曲线方程等,这些问题都具有确定的数学表达形式,所以都可以用待定系数法求解。
使用待定系数法,它解题的基本步骤是:第一步,确定所求问题含有待定系数的解析式;第二步,根据恒等的条件,列出一组含待定系数的方程;第三步,解方程组或者消去待定系数,从而使问题得到解决。
待定系数法是中学数学中的一种重要方法,它在平面解析几何中有广泛的应用.(一)求直线和曲线的方程例1 过直线x-2y-3=0与直线2x-3y-2=0的交点,使它与两坐标轴相交所成的三角形的面积为5,求此直线的方程.【解】设所求的直线方程为(x-2y-3)+λ(2x-3y-2)=0,整理,得依题意,列方程得于是所求的直线方程为 8x-5y+20=0或2x-5y-10=0.【解说】(1)本解法用到过两直线交点的直线系方程,λ是待定系数.(2)待定系数法是求直线、圆和圆锥曲线方程的一种基本方法.例2 如图2-9,直线l1和l2相交于点M,l1⊥l2,点N∈l1,以A、B为端点的曲线C上的任一点到l2的距离与到点N的距离相等.若系,求曲线C的方程.【解】如图2-9,以l1为x轴,MN的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系.由已知,得曲线C是以点N为焦点、l2为准线的抛物线的一段,其中点A、B为曲线C的端点.设曲线C的方程为y2=2px,p>0(x1≤x≤x2,y>0).其中,x1、x2分别是A、B的横坐标,p=|MN|.从而M、N解之,得p=4,x1=1.故曲线C的方程为y2=8x (1≤x≤4,y>0).(二)探讨二元二次方程(或高次方程)表示的直线的性质例3 已知方程ax2+bxy+cy2=0表示两条不重合的直线L1、L2.求:(1)直线L1与L2交角的两条角平分线方程;(2)直线L1与L2的夹角的大小.【解】设L1、L2的方程分别为mx+ny=0、qx+py=0,则ax2+bxy+cy2=(mx+ny)(qx+py).从而由待定系数法,得a=mq,b=mp+nq,c=np.(1)由点到直线的距离公式,得所求的角平分线方程为即(m2+n2)(qx+py)2=(q2+p2)(mx+ny)2,化简、整理,得 (nq-mp)[(nq+mp)x2+2(np-mq)xy-(nq+mp)y2]=0.∵ L1、L2是两条不重合的直线∴b2-4ac=(mp+nq)2-4mnpq=(mp-nq)2>0.即 mp-nq≠0.从而(nq+mp)x2+2(np-mq)xy-(nq+mp)y2=0.把 mq=a,mp+nq=b,np=c代入上式,得 bx2+2(c-a)xy-by2=0.即为所求的两条角平分线方程.(2)显然当mq+np=0,即a+c=0时,直线L1与L2垂直,即夹角为90°.当mq+np≠0即a+c≠0时,设L1与L2的夹角为α,则【解说】一般地说,研究二元二次(或高次)方程表示的直线的性质,用待定系数法较为简便.(三)探讨二次曲线的性质1.证明曲线系过定点例4 求证:不论参数t取什么实数值,曲线系(4t2+t+1)x2+(t+1)y2+4t(t+1)y-(109t2+21t+31)=0都过两个定点,并求这两个定点的坐标.【证明】把原方程整理成参数t的方程,得(4x2+4y-109)t2+(x2+y2+4y-21)t+x2+y2-31=0.∵ t是任意实数上式都成立,【解说】由本例可总结出,证明含有一个参数t的曲线系F(x,y,t)=0过定点的步骤是:(1)把F(x,y,t)=0整理成t的方程;(2)因t是任意实数,所以t的各项系数(包括常数项)都等于零,得x、y的方程组;(3)解这个方程组,即得定点坐标.2.求圆系的公切线或公切圆例5 求圆系x2+y2-2(2m+1)x-2my+4m2+4m+1=0(m≠0)的公切线方程.【解】将圆系方程整理为[x-(2m+1)]2+(y-m)2=m2(m≠0)显然,平行于y轴的直线都不是圆系的公切线.设它的公切线方程为 y=kx+b,则由圆心(2m+1,m)到切线的距离等于半径|m|,得从而[(1-2k)m-(k+b)]2=m2(1+k2),整理成m的方程,得 (3k2-4k)m2-2(1-2k)(k+b)m+(k+b)2=0.∵ m 取零以外的任意实数上式都成立,【解说】由本例可总结出求圆系F(x,y,m)=0的公切线方程的步骤是:(1)把圆系方程化为标准方程,求出圆心和半径;(2)当公切线的斜率存在时,设其方程为y=kx+b,利用圆心到切线的距离等于半径,求出k、b、m的关系式f(k,b,m)=0;(3)把f(k,b,m)=0整理成参数m的方程G(m)=0.由于m∈R,从而可得m的各项系数(包括常数项)都等于零,得k、b的方程组;(4)解这个方程组,求出k、b的值;(5)用同样的方法,可求出x=a型的公切线方程.3.化简二元二次方程例6 求曲线9x2+4y2+18x-16y-11=0的焦点和准线.【分析】把平移公式x=x′+h,y=y′+k,代入原方程化简.【解】 (略).已知函数y=mx x nx22431+++的最大值为7,最小值为-1,求此函数式。
1函数零点问题及例题解析一、函数与方程基本知识点1、函数零点:(变号零点与不变号零点)(1)对于函数)(x f y =,我们把方程0)(=x f 的实数根叫函数)(x f y =的零点。
(2)方程0)(=x f 有实根⇔函数()y f x =的图像与x 轴有交点⇔函数()y f x =有零点。
若函数()f x 在区间[],a b 上的图像是连续的曲线,则0)()(<b f a f 是()f x 在区间(),a b 内有零点的充分不必要条件。
2、二分法:二分法:对于在区间对于在区间[,]a b 上连续不断且()()0f a f b ⋅<的函数()y f x =,通过不断地把函数()y f x =的零点所在的区间一分为二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使区间的两个端点逐步逼近零点,,进而得到零点的近似值的方法叫做二分法值的方法叫做二分法; ;二、函数与方程解题技巧零点是经常考察的重点,对此部分的做题方法总结如下:零点是经常考察的重点,对此部分的做题方法总结如下:(一)函数零点的存在性定理指出:“如果函数)(x f y =在区间在区间[a,b][a,b][a,b]上的图象是连续不断的一上的图象是连续不断的一条曲线,并且0)()(<b f a f ,那么,函数)(x f y =在区间(在区间(a,b a,b a,b)内有零点,即存在)内有零点,即存在),(b a c ∈,使得0)(=c f ,这个c 也是方程0)(=x f 的根”。
根据函数零点的存在性定理判断函数在某个区间上是否有零点间上是否有零点(或方程在某个区间上是否有根)(或方程在某个区间上是否有根)(或方程在某个区间上是否有根)时,时,一定要注意该定理是函数存在零点的充分不必要条件:如分不必要条件:如例、函数x x x f 2)1ln()(-+=的零点所在的大致区间是(的零点所在的大致区间是() (A )(0,1); (B )(1,2); (C ) (2,e ); (D )(3,4)。
第4讲 不等式及线性规划【高考考情解读】 1.本讲在高考中主要考查两数的大小比较、一元二次不等式的解法、基本不等式及线性规划问题.基本不等式主要考查求最值问题,线性规划主要考查直接求最优解和已知最优解求参数的值或取值范围.2.多与集合、函数等知识交汇命题,以选择、填空题的形式呈现,属中档题.1.四类不等式的解法(1)一元二次不等式的解法先化为一般形式ax 2+bx +c >0(a ≠0),再求相应一元二次方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)的根,最后根据相应二次函数图象与x 轴的位置关系,确定一元二次不等式的解集. (2)简单分式不等式的解法①变形⇒f (x )g (x )>0(<0)⇔f (x )g (x )>0(<0);②变形⇒f (x )g (x )≥0(≤0)⇔f (x )g (x )≥0(≤0)且g (x )≠0.(3)简单指数不等式的解法①当a >1时,a f (x )>a g (x )⇔f (x )>g (x ); ②当0<a <1时,a f (x )>a g (x )⇔f (x )<g (x ). (4)简单对数不等式的解法①当a >1时,log a f (x )>log a g (x )⇔f (x )>g (x )且f (x )>0,g (x )>0; ②当0<a <1时,log a f (x )>log a g (x )⇔f (x )<g (x )且f (x )>0,g (x )>0. 2.五个重要不等式(1)|a |≥0,a 2≥0(a ∈R ). (2)a 2+b 2≥2ab (a 、b ∈R ). (3)a +b 2≥ab (a >0,b >0).(4)ab ≤(a +b 2)2(a ,b ∈R ).(5)a 2+b 22≥a +b 2≥ab ≥2aba +b(a >0,b >0). 3.二元一次不等式(组)和简单的线性规划(1)线性规划问题的有关概念:线性约束条件、线性目标函数、可行域、最优解等.(2)解不含实际背景的线性规划问题的一般步骤:①画出可行域;②根据线性目标函数的几何意义确定其取得最优解的点;③求出目标函数的最大值或者最小值. 4.两个常用结论(1)ax 2+bx +c >0(a ≠0)恒成立的条件是⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ<0.(2)ax 2+bx +c <0(a ≠0)恒成立的条件是⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0.考点一 一元二次不等式的解法例1 (2012·江苏)已知函数f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R )的值域为[0,+∞),若关于x 的不等式f (x )<c 的解集为(m ,m +6),则实数c 的值为________. 答案 9解析 由题意知f (x )=x 2+ax +b =⎝⎛⎭⎫x +a 22+b -a24. ∵f (x )的值域为[0,+∞),∴b -a 24=0,即b =a 24.∴f (x )=⎝⎛⎭⎫x +a22. 又∵f (x )<c .∴⎝⎛⎭⎫x +a22<c , 即-a 2-c <x <-a2+c .∴⎩⎨⎧-a2-c =m , ①-a2+c =m +6. ②②-①,得2c =6,∴c =9.二次函数、二次不等式是高中数学的重要基础知识,也是高考的热点.本题考查了二次函数的值域及一元二次不等式的解法.突出考查将二次函数、二次方程、二次不等式三者进行相互转化的能力和转化与化归的数学思想方法.(1)已知p :∃x 0∈R ,mx 20+1≤0,q :∀x ∈R ,x 2+mx +1>0.若p ∧q 为真命题,则实数m 的取值范围是( )A .(-∞,-2)B .[-2,0)C .(-2,0)D .[0,2](2)设命题p :{x |0≤2x -1≤1},命题q :{x |x 2-(2k +1)x +k (k +1)≤0},若p 是q 的充分不必要条件,则实数k 的取值范围是__________. 答案 (1)C (2)⎣⎡⎦⎤0,12 解析 (1)p ∧q 为真命题,等价于p ,q 均为真命题.命题p 为真时,m <0;命题q 为真时,Δ=m 2-4<0,解得-2<m <2.故p ∧q 为真时,-2<m <0. (2)p :{x |12≤x ≤1},q :{x |k ≤x ≤k +1},由p ⇒q 且qD ⇒/p ,则⎩⎪⎨⎪⎧k ≤121≤k +1,∴0≤k ≤12,即k 的取值范围是⎣⎡⎦⎤0,12. 考点二 利用基本不等式求最值问题例2 (1)(2012·浙江)若正数x ,y 满足x +3y =5xy ,则3x +4y 的最小值是( )A.245B.285C .5D .6(2)设x ,y 为实数,若4x 2+y 2+xy =1,则2x +y 的最大值是________. 答案 (1)C (2)2105解析 (1)∵x >0,y >0,由x +3y =5xy 得15⎝⎛⎭⎫1y +3x =1. ∴3x +4y =15(3x +4y )⎝⎛⎭⎫1y +3x =15⎝⎛⎭⎫3xy +4+9+12y x =135+15⎝⎛⎭⎫3x y+12y x ≥135+15×23x y ·12yx=5(当且仅当x =2y 时取等号), ∴3x +4y 的最小值为5. (2)方法一 ∵4x 2+y 2+xy =1,∴(2x +y )2-3xy =1,即(2x +y )2-32·2xy =1,∴(2x +y )2-32·⎝⎛⎭⎫2x +y 22≤1,解之得(2x +y )2≤85,即2x +y ≤2105.等号当且仅当2x =y >0,即x =1010,y =105时成立. 方法二 令t =2x +y ,则y =t -2x ,代入4x 2+y 2+xy =1,得6x 2-3tx +t 2-1=0,由于x 是实数, 故Δ=9t 2-24(t 2-1)≥0,解得t 2≤85,即-2105≤t ≤2105,即t 的最大值也就是2x +y 的最大值为2105.方法三 化已知4x 2+y 2+xy =1为⎝⎛⎭⎫2x +14y 2+⎝⎛⎭⎫154y 2=1,令2x +14y =cos α,154y =sin α,则34y =155sin α,则2x +y =2x +14y +34y =cos α+155sin α=2105sin(α+φ)≤2105.在利用基本不等式求最值时,要特别注意“拆、拼、凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”(即条件要求中字母为正数)、“定”(不等式的另一边必须为定值)、“等”(等号取得的条件)的条件才能应用,否则会出现错误.解题时应根据已知条件适当进行添(拆)项,创造应用基本不等式的条件.(1)已知关于x 的不等式2x +2x -a≥7在x ∈(a ,+∞)上恒成立,则实数a的最小值为( )A .1 B.32C .2D.52答案 B 解析 2x +2x -a =2(x -a )+2x -a +2a ≥2·2(x -a )·2x -a+2a =4+2a , 由题意可知4+2a ≥7,得a ≥32,即实数a 的最小值为32,故选B.(2)(2013·山东)设正实数x ,y ,z 满足x 2-3xy +4y 2-z =0.则当zxy 取得最小值时,x +2y-z 的最大值为 ( )A .0 B.98 C .2D.94答案 C解析 由题意知:z =x 2-3xy +4y 2,则z xy =x 2-3xy +4y 2xy =x y +4y x-3≥1,当且仅当x =2y 时取等号,此时z =xy =2y 2. 所以x +2y -z =2y +2y -2y 2=-2y 2+4y =-2(y -1)2+2≤2. 所以当y =1时,x +2y -z 取最大值2. 考点三 简单的线性规划问题例3 (2013·湖北)某旅行社租用A 、B 两种型号的客车安排900名客人旅行,A 、B 两种车辆的载客量分别为36人和60人,租金分别为1 600元/辆和2 400元/辆,旅行社要求租车总数不超过21辆,且B 型车不多于A 型车7辆.则租金最少为 ( )A .31 200元B .36 000元C .36 800元D .38 400元答案 C解析 设租A 型车x 辆,B 型车y 辆时租金为z 元 则z =1 600x +2 400y x 、y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤21y -x ≤736x +60y ≥900,x ,y ≥0,x 、y ∈N画出可行域如图直线y =-23x +z2 400过点A (5,12)时纵截距最小,∴z min =5×1 600+2 400×12=36 800, 故租金最少为36 800元.(1)线性规划问题一般有三种题型:一是求最值;二是求区域面积;三是确定目标函数中的字母系数的取值范围.(2)解决线性规划问题首先要找到可行域,再注意目标函数所表示的几何意义,利用数形结合找到目标函数的最优解.(3)对于应用问题,要准确地设出变量,确定可行域和目标函数.(1)(2013·山东)在平面直角坐标系xOy 中,M 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y -2≥0,x +2y -1≥0,3x +y -8≤0所表示的区域上一动点,则直线OM 斜率的最小值为( )A .2B .1C .-13D .-12(2)(2013·北京)设关于x 、y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +1>0,x +m <0,y -m >0表示的平面区域内存在点P (x 0,y 0),满足x 0-2y 0=2,求得m 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫-∞,43B.⎝⎛⎭⎫-∞,13C.⎝⎛⎭⎫-∞,-23D.⎝⎛⎭⎫-∞,-53 答案 (1)C (2)C解析 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -1=0,3x +y -8=0得A (3,-1).此时线OM 的斜率最小,且为-13.(2)当m ≥0时,若平面区域存在,则平面区域内的点在第二象限,平面区域内不可能存在点P (x 0,y 0)满足x 0-2y 0=2,因此m <0. 如图所示的阴影部分为不等式组表示的平面区域.要使可行域内包含y =12x -1上的点,只需可行域边界点(-m ,m )在直线y =12x -1的下方即可,即m <-12m -1,解得m <-23.1. 三个“二次”的关系一元二次不等式解集的端点值是相应一元二次方程的根,也是相应的二次函数图象与x 轴交点的横坐标,即二次函数的零点. 2.基本不等式的作用二元基本不等式具有将“积式”转化为“和式”或将“和式”转化为“积式”的放缩功能,常常用于比较数(式)的大小或证明不等式或求函数的最值或解决不等式恒成立问题.解决问题的关键是弄清分式代数式、函数解析式、不等式的结构特点,选择好利用基本不等式的切入点,并创设基本不等式的应用背景,如通过“代换”、“拆项”、“凑项”等技巧,改变原式的结构使其具备基本不等式的应用条件.利用基本不等式求最值时要注意“一正、二定、三相等”的条件,三个条件缺一不可. 3.二元一次不等式表示平面区域的快速判断法:记为“同上异下”,这叫B 的值判断法.解决线性规划问题首先要找到可行域,再注意目标函数表示的几何意义,数形结合找到目标函数达到最值时可行域的顶点(或边界上的点),但要注意作图一定要准确,整点问题要验证解决.1.若实数x 、y 满足4x +4y =2x +1+2y +1,则t =2x +2y 的取值范围是( )A .0<t ≤2B .0<t ≤4C .2<t ≤4D .t ≥4答案 C解析 依题意得,(2x +2y )2-2×2x ×2y =2(2x +2y ), 则t 2-2t =2×2x×2y≤2×(2x +2y 2)2=t 22;即t 22-2t ≤0,解得0≤t ≤4; 又t 2-2t =2×2x ×2y >0,且t >0, 因此有t >2,故2<t ≤4,故选C.2.已知点A (2,-2),点P (x ,y )在⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +y +1≥0,2x -y -1≤0所表示的平面区域内,则OP →在OA →方向上投影的取值范围是( )A .[-22,22) B .(-22,22) C .(-22,22]D .[-22,22] 答案 D解析 不等式组表示的平面区域,如图所示:由向量投影的几 何意义知,当点P 与点D 重合时投影最大,当点P 与点B 或点 C 重合时投影最小. 又C (-1,0),D (0,-1), ∴OC →=(-1,0),OD →=(0,-1), ∴OD →在OA →方向上的投影为OD →·OA →|OA →|=22,OC →在OA →方向上的投影为OC →·OA →|OA →|=-22,故OP →在OA →方向上投影的取值范围是[-22,22].(推荐时间:60分钟)一、选择题1.(2012·福建)下列不等式一定成立的是( )A .lg ⎝⎛⎭⎫x 2+14>lg x (x >0) B .sin x +1sin x ≥2(x ≠k π,k ∈Z )C .x 2+1≥2|x |(x ∈R ) D.1x 2+1>1(x ∈R ) 答案 C解析 应用基本不等式:x ,y ∈R +,x +y 2≥xy (当且仅当x =y 时取等号)逐个分析,注意基本不等式的应用条件及取等号的条件. 当x >0时,x 2+14≥2·x ·12=x ,所以lg ⎝⎛⎭⎫x 2+14≥lg x (x >0),故选项A 不正确; 运用基本不等式时需保证一正二定三相等,而当x ≠k π,k ∈Z 时,sin x 的正负不定,故选项B 不正确; 由基本不等式可知,选项C 正确;当x =0时,有1x 2+1=1,故选项D 不正确.2.设a >b >1,c <0,给出下列三个结论:①c a >cb ;②ac <b c ;③log b (a -c )>log a (b -c ). 其中所有的正确结论的序号是( )A .①B .①②C .②③D .①②③答案 D解析 由不等式的基本性质可知①对;幂函数y =x c (c <0)在(0,+∞)上单调递减, 又a >b >1,所以②对;由对数函数的单调性可得log b (a -c )>log b (b -c ), 又由对数的换底公式可知log b (b -c )>log a (b -c ), 所以log b (a -c )>log a (b -c ),故选项D 正确.3.设A ={x |x 2-2x -3>0},B ={x |x 2+ax +b ≤0},若A ∪B =R ,A ∩B =(3,4],则a +b 等于( )A .7B .-1C .1D .-7答案 D解析 依题意,A =(-∞,-1)∪(3,+∞), 又因为A ∪B =R ,A ∩B =(3,4],则B =[-1,4]. 所以a =-(-1+4)=-3,b =-1×4=-4, 于是a +b =-7.故选D.4.(2012·陕西)小王从甲地到乙地往返的时速分别为a 和b (a <b ),其全程的平均时速为v ,则( )A .a <v <abB .v =ab C.ab <v <a +b 2 D .v =a +b2答案 A解析 由小王从甲地往返到乙地的时速分别为a 和b , 则全程的平均时速为v =2s(s a +s b )=2aba +b , 又∵a <b ,∴2a 22a <2ab a +b <2ab2ab =ab ,∴a <v <ab ,A 成立.5.(2013·课标全国Ⅱ)已知a >0,x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y ≤3,y ≥a (x -3),若z =2x +y 的最小值为1,则a 等于( )A.14 B.12C .1D .2答案 B解析 作出不等式组表示的可行域,如图(阴影部分). 易知直线z =2x +y 过交点A 时,z 取最小值,由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =a (x -3), 得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =-2a , ∴z min =2-2a =1, 解得a =12,故选B.6.已知变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +3≥0,x -3y +3≤0,y -1≤0,若目标函数z =y -ax 仅在点(-3,0)处取到最大值,则实数a 的取值范围为( )A .(3,5)B.⎝⎛⎭⎫12,+∞ C .(-1,2)D.⎝⎛⎭⎫13,1答案 B解析 如图所示,在坐标平面内画出不等式组表示的平面区域 及直线y -ax =0,要使目标函数z =y -ax 仅在点(-3,0)处取到 最大值(即直线z =y -ax 仅当经过该平面区域内的点(-3,0)时, 在y 轴上的截距达到最大), 结合图形可知a >12.二、填空题7.已知p :x -1x≤0,q :4x +2x -m ≤0,若p 是q 的充分条件,则实数m 的取值范围是________.答案 [6,+∞)解析 由p 得:0<x ≤1,若p 是q 的充分条件, 则有对∀x ∈(0,1],4x +2x -m ≤0恒成立, 即m ≥4x +2x 恒成立,只需m ≥(4x +2x )max ,而(4x +2x )max =6,∴m ≥6.8.函数y =a 1-x (a >0,a ≠1)的图象恒过定点A ,若点A 在直线mx +ny -1=0 (mn >0)上,则1m +1n 的最小值为________. 答案 4解析 定点A (1,1),又A 在mx +ny -1=0上, ∴m +n =1.∴1m +1n=(m +n )⎝⎛⎭⎫1m +1n=2+n m +m n≥4. 当且仅当m =n =12时取等号. 9.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧ y ≥0,y -x +1≤0,y -2x +4≥0,若z =y -ax 取得最大值时的最优解(x ,y )有无数个,则a 的值为________.答案 1解析 依题意,在坐标平面内画出题中的不等式组表示的平面区域,如图所示.要使z =y -ax 取得最大值时的最优解(x ,y )有无数个,则直线z =y -ax 必平行于直线y -x +1=0,于是有a =1.10.(2013·浙江)设z =kx +y ,其中实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,x -2y +4≥0,2x -y -4≤0.若z 的最大值为12,则实数k =________.答案 2解析 作出可行域如图阴影部分所示:由图可知当0≤-k <12时,直线y =-kx +z 经过点M (4,4)时z 最大,所以4k +4=12,解得k =2(舍去);当-k ≥12时,直线y =-kx +z 经过点(0,2)时z 最大,此时z 的最大值为2,不合题意;当-k <0时,直线y =-kx +z 经过点M (4,4)时z 最大,所以4k +4=12,解得k =2,符合题意.综上可知,k =2.三、解答题11.求解关于x 的不等式ax 2-(a +1)x +1<0.解 (1)当a =0时,原不等式变为-x +1<0,此时不等式的解集为{x |x >1}.(2)当a ≠0时,原不等式可化为a (x -1)⎝⎛⎭⎫x -1a <0. 若a <0,则上式即为(x -1)⎝⎛⎭⎫x -1a >0,又因为1a<1, 所以此时不等式的解集为{x |x >1或x <1a}. 若a >0,则上式即为(x -1)⎝⎛⎭⎫x -1a <0. ①当1a<1,即a >1时, 原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |1a <x <1; ②当1a=1,即a =1时,原不等式的解集为∅; ③当1a>1,即0<a <1时, 原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |1<x <1a . 综上所述,当a <0时,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <1a 或x >1; 当a =0时,原不等式的解集为{x |x >1};当0<a <1时,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |1<x <1a ; 当a =1时,原不等式的解集为∅;当a >1时,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |1a <x <1. 12.某工厂利用辐射对食品进行灭菌消毒,现准备在该厂附近建一职工宿舍,并对宿舍进行防辐射处理,建防辐射材料的选用与宿舍到工厂距离有关.若建造宿舍的所有费用p (万元)和宿舍与工厂的距离x (km)的关系式为p =k 3x +5(0≤x ≤8),若距离为1 km 时,测算宿舍建造费用为100万元.为了交通方便,工厂与宿舍之间还要修一条道路,已知购置修路设备需5万元,铺设路面每公里成本为6万元.设f (x )为建造宿舍与修路费用之和.(1)求f (x )的表达式;(2)宿舍应建在离工厂多远处,可使总费用f (x )最小,并求最小值.解 (1)根据题意得100=k 3×1+5,所以k =800, 故f (x )=8003x +5+5+6x,0≤x ≤8. (2)因为f (x )=8003x +5+2(3x +5)-5≥80-5, 当且仅当8003x +5=2(3x +5)即x =5时f (x )min =75.所以宿舍应建在离厂5 km 处,可使总费用f (x )最小,最小为75万元.13.已知函数f (x )=13ax 3-bx 2+(2-b )x +1在x =x 1处取得极大值,在x =x 2处取得极小值,且0<x 1<1<x 2<2.(1)证明:a >0;(2)若z =a +2b ,求z 的取值范围.(1)证明 求函数f (x )的导数f ′(x )=ax 2-2bx +2-b .由函数f (x )在x =x 1处取得极大值,在x =x 2处取得极小值,知x 1、x 2是f ′(x )=0的两个根,所以f ′(x )=a (x -x 1)(x -x 2).当x <x 1时,f (x )为增函数,f ′(x )>0,由x -x 1<0,x -x 2<0得a >0.(2)解 在题设下,0<x 1<1<x 2<2等价于⎩⎪⎨⎪⎧ f ′(0)>0,f ′(1)<0,f ′(2)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧ 2-b >0,a -2b +2-b <0,4a -4b +2-b >0,化简得⎩⎪⎨⎪⎧ 2-b >0,a -3b +2<0,4a -5b +2>0.此不等式组表示的区域为平面aOb 上的三条直线:2-b =0,a -3b +2=0,4a -5b +2=0所围成的△ABC 的内部,其三个顶点分别为:A ⎝⎛⎭⎫47,67,B (2,2),C (4,2).z 在这三点的值依次为167,6,8. 所以z 的取值范围为(167,8).。
函数的零点与解析式问题及例题解析引言函数的零点和解析式问题是数学中常见的重要概念。
本文将介绍函数的零点和解析式问题的基本概念,以及通过例题解析来帮助读者理解和应用这些概念。
函数的零点函数的零点指的是函数取值为零的点。
具体而言,对于一个函数f(x),如果存在一个实数a,使得f(a)=0,则a称为函数f的零点。
函数的零点在数学和实际问题中具有重要的意义。
一个函数可以有多个零点,也可以没有零点。
通过求解函数的零点可以帮助我们揭示函数的性质和解决实际问题。
常见的求解函数零点的方法包括零点定理、代数方法和数值方法。
解析式问题解析式问题是指通过已知的解析式来分析函数的性质和求解特定问题。
解析式是描述函数的一种抽象表达形式,通常使用符号和变量表示。
通过对解析式进行数学推导和计算可以得到函数的各种性质,例如函数的导数、极值点等。
解析式问题的求解通常需要运用数学方法和技巧,包括代数运算、函数性质的研究和推理、微积分等。
解析式问题在数学建模、物理学、工程学等领域具有广泛的应用,可以解决实际问题并提供深入的数学分析。
例题解析下面通过一些例题来具体说明函数的零点和解析式问题的应用。
例题1:已知函数f(x) = x^2 - 4x + 3,求函数f的零点。
解答:要求函数f的零点,即求解方程x^2 - 4x + 3 = 0的解。
通过因式分解或使用求根公式,可以得到方程的两个解为x=1和x=3。
因此,函数f的零点为1和3。
例题2:已知函数f(x) = sin(x),求函数f的极值点。
解答:要求函数f的极值点,即找到函数f取得最大值和最小值的点。
对于函数f(x) = sin(x),我们知道sin(x)的最大值为1,最小值为-1。
因此函数f的极值点为x=kπ,其中k为整数。
通过以上例题的解析,我们可以看到函数的零点和解析式问题与数学的相关概念和方法紧密相连,对于理解函数的性质和解决实际问题具有重要意义。
总结通过本文的介绍,我们了解了函数的零点和解析式问题的基本概念。
2014年高考一轮复习热点难点精讲精析:2.12定积分一、定积分的概念与微积分基本定理 (一)定积分的计算(利用定义) 1、相关(1)由定积分定义求定积分的步骤为 ①分割; ②近似代替; ③求和; ④取极限。
(2)关于定积分的概念应注意的问题①积分值仅与被积函数及积分区间有关,而与积分变量的字母无关,即()()()bb baaaf x dx f t dt f u du ==⎰⎰⎰②定义中区间的分法和i ξ的取法都是任意的。
③在定积分的定义中,()baf x dx ⎰限定下限小于上限,即a<b,为了方便计算,人们把定积分的概念扩大,使下限不一定小于上限,并规定:()baf x dx ⎰=()a bf x dx -⎰,()aaf x dx ⎰=0。
2、例题解析〖例1〗用定积分的定义计算定积分21badx x ⎰的值。
分析:n 等分区间[a,b]→近似代替→求和→取极限解答:将区间[a,b]等分,设分点分别为a=x 0<x 1<x 2<…<x i+1<x i <…<x n =b,取ξi=1(0,1,2,,1)i i x x i n +=-,显然1[,]i i i x x ξ+∈,作和式111001111111()(),n n n i i i i i i ii S x x x x x x a b --+==++=-=-=-∑∑于是11lim n n S a b →∞=-,即2111b a x a b=-⎰〖例2〗用定积分的定义求直线x=1,x=2,y=0和曲线y=x 3围成的图形的面积 解析:(1)分割用分点12(1),,n n n n n n n+++-将区间[1,2]等分成个n 小区间,如图所示1121(1)[1,],[,],,[,],,[,2]n n n n i n i n n n n n n n n ++++-++-,每个区间的长度为 Δx=11n i n i n n n ++--=,过各分点作x 轴的垂线,把曲边梯形ABCD 分割成n 个小曲边梯形,它们的面积分别记作12,,,.n s s s ∆∆∆(2)近似代替取各小区间的左端点记为i ξ,用以点i ξ的纵坐标3i ξ为一边,以小区间长1x n∆=为其邻边的小矩形面积代替第i 个小曲边梯形的面积,可近似地表示为3311(1,2,,).i i n i S x i n n n ξ+-⎛⎫∆≈∆== ⎪⎝⎭(3)求和因为每个小矩形的面积都可以作为相应的小曲边梯形面积的近似值,所以n 个小矩形面积的和就是曲边梯形ABCD 面积S 的近似值,即311111()n n ni i i i i n i S S x n nξ===+-=∆≈∆=∑∑∑…………………………① (4)取极限当分点数目越多,即Δx 越小,和式①的值就越接近于曲边梯形ABCD 的面积S ,当n →∞,即Δx →0时,和式①的极限就是所求的曲边梯形ABCD 的面积。
高中数学-函数的零点问题及例题分析1. 引言函数是数学中一个非常重要的概念,它在数学和实际问题中发挥着重要的作用。
函数的零点问题是函数中一个常见且重要的问题,它与方程的解有着紧密的联系。
本文将介绍函数的零点问题,并通过一些例题分析来加深理解。
2. 函数的定义与性质回顾函数是一个将一个集合的元素映射到另一个集合的元素的规则。
函数通常用符号表示,如$f(x)$,其中$x$是自变量,$f(x)$是对应的函数值。
函数的零点指的是函数取零值的点,即满足$f(x)=0$的$x$值。
函数的零点问题与方程的解问题紧密相关。
对于一元函数,函数的零点就是方程$f(x)=0$的解。
因此,解方程可以转化为求函数的零点。
函数的零点可以通过图像、图表或数值计算等方法来确定。
下面将通过几个例题来进一步分析。
3. 例题分析3.1 例题一已知函数$f(x)=2x^2-3x+1$,求函数$f(x)$的零点。
解析:要求函数$f(x)$的零点,即求解方程$2x^2-3x+1=0$。
我们可以使用配方法、求根公式或因式分解等方法来解这个二次方程,最终可以得到$x=1$和$x=\frac{1}{2}$两个解。
3.2 例题二已知函数$g(x)=\sqrt{x+3}-2$,求函数$g(x)$的零点。
解析:要求函数$g(x)$的零点,即求解方程$\sqrt{x+3}-2=0$。
为了消除平方根,我们可以将方程两边平方,得到$x+3=4$,然后解得$x=1$。
因此,函数$g(x)$的零点为$x=1$。
3.3 例题三已知函数$h(x)=\frac{1}{x-2}$,求函数$h(x)$的零点。
解析:函数$h(x)$在$x=2$处不存在定义,因此不存在零点。
4. 总结本文介绍了函数的零点问题及其与方程的解之间的联系。
函数的零点是函数取零值的点,可以通过解相应的方程来求得。
通过例题分析,我们进一步了解了求函数零点的具体方法。
在实际问题中,函数的零点问题有时对于确定某个变量的取值非常重要,因此对于函数的零点问题的理解和掌握是非常有益的。
抽象函数是高中数学的难点,大多数同学感觉找不着头绪,对抽象函数的研究往往要通过函数的性质来体现,如函数的奇偶性、单调性和周期性.利用赋值法将条件进行转化是解决抽象函数问题的重要策略.下面从5个不同的方面来探寻一些做题的规律.1.抽象函数的定义域抽象函数的定义域是根据已知函数的定义域,利用代换法得到不等式(组)进行求解.[典例1] 已知函数y =f (x )的定义域是[0,8],则函数g (x )=f (x 2-1)2-log 2(x +1)的定义域为________.[解析] 要使函数有意义,需使⎩⎪⎨⎪⎧ 0≤x 2-1≤8,x +1>0,2-log 2(x +1)≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧ 1≤x 2≤9,x >-1,x ≠3,则1≤x <3,所以函数的定义域为[1,3).[答案] [1,3)[题后悟道] 函数y =f (g (x ))的定义域的求法, 常常通过换元设t =g (x ),根据函数y =f (t )的定义域,得到g (x )的范围,从而解出x 的范围.在求函数的定义域时要兼顾函数的整体结构,使得分式、对数等都要有意义.2.抽象函数的函数值[典例2] (文)定义在R 上的函数f (x )满足f (x +y )=f (x )+f (y )+2xy (x ,y ∈R),f (1)=2,则f (-2)=( )A .2B .3C .6D .9[解析] 令x =y =0,得f (0)=0,令x =y =1,得f (2)=2f (1)+2=6,由0=f (2-2)=f (2)+f (-2)-8得f (-2)=2.[答案] A[典例2] (理)已知定义在R 上的单调函数f (x )满足:存在实数x 0,使得对于任意实数x 1,x 2,总有f (x 0x 1+x 0x 2)=f (x 0)+f (x 1)+f (x 2)恒成立.求:(1)f (1)+f (0);(2)x 0的值.[解] (1)因为对于任意实数x 1,x 2,总有f (x 0x 1+x 0x 2)=f (x 0)+f (x 1)+f (x 2)恒成立,令x 1=1,x 2=0,得f (x 0)=f (x 0)+f (0)+f (1),所以f (0)+f (1)=0.(2)令x 1=0,x 2=0,得f (0)=f (x 0)+2f (0),即f (x 0)=-f (0).故f (x 0)=f (1).又因为f (x )是单调函数,所以x 0=1.[题后悟道] 抽象函数求函数值往往要用赋值法,需要结合已知条件,通过观察和多次尝试寻找有用的取值,挖掘出函数的性质,特别是借助函数的奇偶性和函数的周期性来转化解答.3.抽象函数的奇偶性函数的奇偶性就是要判断-x 对应的函数值与x 对应的函数值之间的关系,从而得到函数图象关于原点或y 轴对称,结合函数的图形作出进一步的判断.[典例3] 已知函数f (x )对任意x ,y ∈R ,都有f (x +y )+f (x -y )=2f (x )·f (y ),且f (0)≠0,求证:f (x )是偶函数.[证明] 取x =0,y =0,得2f (0)=2f 2(0),因为f (0)≠0,所以f (0)=1;再取x =0,得f (y )+f (-y )=2f (0)·f (y )=2f (y ).所以f (y )=f (-y ),所以函数f (x )是偶函数.[题后悟道] 在利用奇偶函数的定义进行判断时,等式中如果还有其他的量未解决,例如本题中的f (0),还需要令x ,y 取特殊值进行求解.4.抽象函数的单调性与抽象不等式高考对于抽象函数的单调性的考查一直是个难点,常出现一些综合性问题,利用导数进行判断求解,并对所含的参数进行分类讨论或者根据已知条件确定出参数的范围,再根据单调性求解或证明抽象不等式问题.(结合本节例2(2)学习).5.抽象函数的周期性有许多抽象函数都具有周期性,特别是在求自变量值较大的函数值时,就要考虑寻找函数的周期,从而利用周期把函数值转化为已知求出.[典例4] 已知函数f (x )满足:f (1)=14,4f (x )f (y )=f (x +y )+f (x -y )(x ,y ∈R),则f (2 014)=________.[解析] 取x =n ,y =1,有f (n )=f (n +1)+f (n -1),同理f (n +1)=f (n +2)+f (n ),联立,得f (n +2)=-f (n -1),所以f (n +3)=-f (n ),f (n +6)=-f (n +3)=f (n ),所以函数的周期为T =6,故f (2 014)=f (4)=-f (1)=-14. [答案] -14[题后悟道] 判断抽象函数的周期性时,给一个变量赋值是关键,但由于函数的周期性是函数的整体性质,因此另一个变量必须具有任意性.从以上几种类型来看,解答抽象函数问题并不是无计可施,只要我们善于观察、分析、掌握解题规律,把抽象问题形象化、具体化,问题就可以化难为易、迎刃而解.。
2014高考数学冲刺高分秘诀题型通解思维,我们来看一下历年高考真题,看看类题型是不是能够用一种方法或一种思维进行解答。
为了不体现题目的特殊性,我们用05~08全国I 卷的最后一题。
发现都是数列或函数或不等式题,没关系,题型不一样,照样能固定的思维解法:1、 严格按照题目的要求,判断要我们干什么2、 题目给的条件和我们要求的差距点是什么3、 弥补这个差距4、 得出这个结论固定的步骤:1、 根据定义得出结论2、 用求同存异的思想进行条件转换3、 若是证明,数列用数学归纳法,函数用式子变形先看题目,再看解答,是否存在这样的共性呢?已知函数].1,0[,274)(2∈--=x xx x f (Ⅰ)求)(x f 的单调区间和值域;(Ⅱ)设1≥a ,函数g x x a x a x ()[,]=--∈323201,。
若对于任意x 101∈[],总存在x 001∈[],,使得)()(10x f x g =成立,求a 的取值范围。
(06全国卷)设数列{}n a 的前n 项的和14122333n n n S a +=-⨯+,1,2,3,n =(Ⅰ)求首项1a 与通项n a ; (Ⅱ)设2nn n T S =,1,2,3,n =,证明:132ni i T =<∑ (07全国卷)已知数列{}n a 中12a =,11)(2)n n a a +=+,123n =,,,…. (Ⅰ)求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若数列{}n b 中12b =,13423n n n b b b ++=+,123n =,,,…,43n n b a -<≤,123n =,,,…. (08全国卷)设函数()ln f x x x x =-.数列{}n a 满足101a <<,1()n n a f a +=.(Ⅰ)证明:函数()f x 在区间(01),是增函数;(Ⅱ)证明:11n n a a +<<;(Ⅲ)设1(1)b a ∈,,整数11ln a b k a b-≥.证明:1k a b +>. 解答与解析:(05全国卷)解析:本题看似式子复杂,但是第一问直接可根据定义去做,这个分数必须拿到。
第05讲:函数的零点问题处理方法【知识要点】一、方程的根与函数的零点(1)定义:对于函数(,把使成立的实数叫做函数(的零点.函数的零点不是一个点的坐标,而是一个数,类似的数学概念有截距和极值点等.(2)函数零点的意义:函数的零点就是方程的实数根,亦即函数的图像与轴的交点的横坐标,即:方程有实数根函数的图像与轴有交点函数有零点.(3)零点存在性定理:如果函数在区间上的图像是一条连续不断的曲线,并且有,那么函数在区间内至少有一个零点,即存在使得,这个也就是方程的根.函数在区间上的图像是一条连续不断的曲线,并且有是函数在区间内至少有一个零点的一个充分不必要条件.零点存在性定理只能判断是否存在零点,但是零点的个数则不能通过零点存在性定理确定,一般通过数形结合解决.二、二分法(1)二分法及步骤对于在区间上连续不断,且满足的函数,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逼近零点,进而得到函数零点近似值的方法叫做二分法.(2)给定精确度,用二分法求函数的零点近似值的步骤如下:第一步:确定区间,验证,给定精确度.第二步:求区间的中点.第三步:计算:①若=0,则就是函数的零点;②若,则令(此时零点)③若,则令(此时零点)第四步:判断是否达到精确度即若,则得到零点值或,否则重复第二至第四步.三、一元二次方程的根的分布讨论一元二次方程的根的分布一般从以下个方面考虑列不等式组:(1)的符号;(2)对称轴的位置;(3)判别式的符号;(4)根分布的区间端点的函数值的符号.四、精确度为0.1指的是零点所在区间的长度小于0.1,其中的任意一个值都可以取;精确到0.1指的是零点保留小数点后一位数字,要看小数点后两位,四舍五入.五、方法总结1、函数零点问题的处理常用的方法有:(1) 方程法;(2)图像法;(3)方程+图像法.2、高考考查单调函数的零点时,一般要找到两个变量,并且要证明.这是一个难点,一般利用放缩法证明.【方法讲评】方法一方程法使用情景方程可以直接解出来.解题步骤先解方程,再求解.【例1 】已知函数区间内有零点,求实数的取值范围.【点评】(1)本题如果用其它方法比较复杂,用这种方法就比较简洁.关键是能发现方程能直接解出来.(2)对于含有参数的一元二次函数要比较敏感,看到它就要想到因式分解,如果不好因式分解,再考虑其它方法.【反馈检测1】函数在区间上的零点个数是()A.4B.5C.6D. 7方法二图像法使用情景函数是一些简单的初等函数(反比例函数、一次函数、二次函数、指数函数、对数函数、三角函数等)或单调性容易求出,比较容易画出函数的图像.解题步骤先求函数的单调性,再根据函数的单调性画出函数的图像分析.【例2】(2016年北京高考文科)设函数(1)求曲线在点处的切线方程;(2)设,若函数有三个不同零点,求c的取值范围;(3)求证:是有三个不同零点的必要而不充分条件.(2)当时,,所以.令,得,解得或.与在区间上的情况如下:所以,当且时,存在,,,使得.由的单调性知,当且仅当时,函数有三个不同零点.(3)当时,,,此时函数在区间上单调递增,所以不可能有三个不同零点.当时,只有一个零点,记作.当时,,在区间上单调递增;当时,,在区间上单调递增.所以不可能有三个不同零点.【点评】(1)本题的第2问是用数形结合解答的,画图分析得只有满足极大值大于零且极小值小于零,则函数图像与轴会有三个不同的交点,函数有三个不同零点.(2)本题的第3问,,是一个二次函数,但是由于该二次函数与轴的交点的个数不确定,所以要就判别式分类讨论,分类讨论时结合数形结合比较直观地看到函数的单调性,从而得到零点的个数.【例3】(2017全国高考新课标I理科数学)已知函数. (1)讨论的单调性;(2)若有两个零点,求a的取值范围.(2) ①若由(1)知至多有一个零点.②若,由(1)知当时,取得最小值,. (i)当时,=0,故只有一个零点.(ii)当时,由于>0,即,故没有零点. (iii)当时,,即.故在只有一个零点.【点评】(1)本题第2问根据函数的零点个数求参数的范围,用的就是图像法. 由于第1问已经求出了函数的单调性,所以第2问可以直接利用第1问的单调性作图分析. (2) 当时,要先判断的零点的个数,此时考查了函数的零点定理,,还必须在该区间找一个函数值为正的值,它就是要说明,这里利用了放缩法,丢掉了.(3) 当时,要判断上的零点个数,也是在考查函数的零点定理,还要在该区间找一个函数值为正的值,它就是,再放缩证明>0. (4)由此题可以看出零点定理在高考中的重要性.【反馈检测2】已知函数,其中为实数,常数.(1) 若是函数的一个极值点,求的值;(2) 当时,求函数的单调区间;(3) 当取正实数时,若存在实数,使得关于的方程有三个实数根,求的取值范围.方法三方程图像法使用情景函数比较复杂,不方便解方程,也不容易求函数的单调性.先令,重新构造方程,再画函数的图解题步骤像分析解答.【例4】【2017江苏,14】设是定义在且周期为1的函数,在区间上,其中集合,则方程的解的个数是 .因此,则,此时左边为整数,右边为非整数,矛盾,因此,因此不可能与每个周期内对应的部分相等,只需考虑与每个周期的部分的交点,画出函数图象,图中交点除外其他交点横坐标均为无理数,属于每个周期的部分,且处,则在附近仅有一个交点,因此方程的解的个数为8.【点评】直接求方程的解的个数比较困难,所以转化为方程的解的个数. 所以要先化出函数和函数的图像,再分析它们的交点个数,即得到方程的解的个数.【例5】函数.(1)当时,若函数与的图象有且只有3个不同的交点,求实数的值的取值范围;(2)讨论的单调性.【解析】(1)当时,由题得,两式相减得,故.令,,故当时,;当时,;当时,;,.故.【点评】(1)由于函数与函数的图像不好画,即使能画出来,也不方便研究两个函数图像的交点个数,所以把交点转化成方程组的解来解答,再转化成方程的解来解答,再分离参数化成的形式,利用数形结合分析解答. (2)对于一个函数如果不方便解方程,也不方便画图,则可以尝试利用重新构造方程,再分别画出函数和函数的图像分析解答.【例6】函数的零点个数是个.当时,所以函数在上只有一个零点.综上所述,函数零点个数为2.【点评】(1)函数是一个分段函数,求出每一段的函数的零点个数再相加即可. (2)上面一段宜选用解方程的方法求零点,因为它可以整理成一个关于的一元二次方程. 下面的一段宜选用图像法求零点.因为它的单调性比较容易求得. (3)要想灵活选择,主要取决于熟练生巧.【反馈检测3】设函数.(1)求函数的单调区间;(2)当时,讨论函数与图象的交点个数.高考数学热点难点突破技巧第05讲:函数的零点问题处理方法参考答案【反馈检测1答案】【反馈检测2答案】(1);(2)的单调增区间是,;的单调减区间是,,;(3)的取值范围是. 【反馈检测2详细解析】(1)因为是函数的一个极值点,所以,即.而当时,,可验证:是函数的一个极值点.因此.(2) 当时,令得,解得,而.所以当变化时,、的变化是极小极大值值因此的单调增区间是,;的单调减区间是,,;(3) 当取正实数时,,令得,当时,解得.在和上单调递增,在上单调递减,但是函数值恒大于零,极大值,极小值,并且根据指数函数和二次函数的变化速度可知当时,,当时,.因此当时,关于的方程一定总有三个实数根,结论成立;当时,的单调增区间是,无论取何值,方程最多有一个实数根,结论不成立.因此所求的取值范围是.【反馈检测3答案】(1)单调递增区间是, 单调递减区间是;(2).【反馈检测3详细解析】(1)函数的定义域为.(2)令,问题等价于求函数的零点个数,,当时,,函数为减函数,注意到,所以有唯一零点;当时,或时,时,,所以函数在和上单调递减,在上单调递增,注意到,所以有唯一零点.综上,函数有唯一零点,即两函数图象总有一个交点.。
2014高考对本内容的考查主要有:(1)函数与方程是A 级要求,但经常与二次函数等基本函数的图象和性质综合起来考查,是重要考点;(2)函数模型及其应用是考查热点,要求是B 级;试题类型可能是填空题,也可能在解答题中与函数性质、导数、不等式综合考查.1.函数的零点与方程的根 (1)函数的零点对于函数f (x ),我们把使f (x )=0的实数x 叫做函数f (x )的零点. (2)函数的零点与方程根的关系函数F (x )=f (x )-g (x )的零点就是方程f (x )=g (x )的根,即函数y =f (x )的图象与函数y =g (x )的图象交点的横坐标.(3)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,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.注意以下两点:①满足条件的零点可能不唯一; ②不满足条件时,也可能有零点.(4)二分法求函数零点的近似值,二分法求方程的近似解. 2.应用函数模型解决实际问题的一般程序 读题文字语言⇒建模数学语言⇒求解数学应用⇒反馈检验作答与函数有关的应用题,经常涉及到物价、路程、产值、环保等实际问题,也可涉及角度、面积、体积、造价的最优化问题.解答这类问题的关键是确切的建立相关函数解析式,然后应用函数、方程、不等式和导数的有关知识加以综合解答.3.在求方程解的个数或者根据解的个数求方程中的字母参数的范围的问题时,数形结合是基本的解题方法,即把方程分拆为一个等式,使两端都转化为我们所熟悉的函数的解析式,然后构造两个函数f (x ),g (x ),即把方程写成f (x )=g (x )的形式,这时方程根的个数就是两个函数图象交点的个数,可以根据图象的变化趋势找到方程中字母参数所满足的各种关系.考点1、函数与方程问题【例1】已知直线y =mx 与函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-⎝ ⎛⎭⎪⎫13x,x ≤0,12x 2+1,x >0的图象恰好有3个不同的公共点,则实数m 的取值范围是________.【特别提醒】解决由函数零点的存在情况求参数的值或取值范围问题,关键是利用函数方程思想或数形结合思想,构建关于参数的方程或不等式求解.【变式探究】 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x,x ≥2,x -13,x <2.若关于x 的方程f (x )=k 有两个不同的实根,则实数k 的取值范围是________.【例1】 已知一家公司生产某种品牌服装的年固定成本为10万元,每生产1千件需另投入2.7万元.设该公司一年内生产该品牌服装x 千件并全部销售完,每千件的销售收入为R (x )万元,且R (x )=⎩⎪⎨⎪⎧10.8-130x 2,0<x ≤10,108x -1 0003x 2,x >10.(1)写出年利润W (万元)关于年产量x (千件)的函数解析式;(2)年产量为多少千件时,该公司在这一品牌服装的生产中所获得的年利润最大. (注:年利润=年销售收入一年总成本)(2)①当0<x≤10时,由W′=8.1-x210=0,得x=9.当x∈(0,9)时,W′>0;当x∈(9,10]时,W′<0,∴当x=9时,W取得最大值,即W max=8.1×9-130×93-10=38.6.【规律方法】(1)关于解决函数的实际应用问题,首先要在阅读上下功夫,一般情况下,应用题文字叙述比较长,要耐心、细心地审清题意,弄清各量之间的关系,再建立函数关系式,然后借助函数的知识求解,解答后再回到实际问题中去.(2)对函数模型求最值的常用方法:单调性法、基本不等式法及导数法.【变式探究】如图,建立平面直角坐标系xOy,x轴在地平面上,y轴垂直于地平面,单位长度为1千米.某炮位于坐标原点.已知炮弹发射后的轨迹在方程y=kx-120(1+k2)x2(k>0)表示的曲线上,其中k与发射方向有关.炮的射程是指炮弹落地点的横坐标.(1)求炮的最大射程;(2)设在第一象限有一飞行物(忽略其大小),其飞行高度为3.2千米,试问它的横坐标a不超过多少时,炮弹可以击中它?请说明理由.1.若函数f(x)=x2+2x+a没有零点,则实数a的取值范围是________.【解析】由题意知即为方程x2+2x+a=0无实数解,即4-4a<0,解得a>1.【答案】(1,+∞)2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x ≤1,1+log 2x ,x >1,则函数f (x )的零点为________.3.函数f (x )=⎝⎛⎭⎫12x-sin x 在区间[0,2π]上的零点个数为________.4.函数f (x )对一切实数x 都满足f ⎝⎛⎭⎫12+x =f ⎝⎛⎭⎫12-x ,并且方程f (x )=0有三个实根,则这三个实根的和为________.5.一块形状为直角三角形的铁皮,两直角边长分别为40 cm 、60 cm ,现要将它剪成一个矩形,并以此三角形的直角为矩形的一个角,则矩形的最大面积是________cm 2.6.已知函数f (x )=-x 2-2x ,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +14x ,x >0,x +1,x ≤0,(1)g [f (1)]=________;(2)若方程g [f (x )]-a =0的实数根的个数有4个,则a 的取值范围是________.7.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]=________.8.如图,线段EF 的长度为1,端点E 、F 在边长不小于1的正方形ABCD 的四边上滑动,当E 、F 沿着正方形的四边滑动一周时,EF 的中点M 所形成的轨迹为G ,若G 的周长为l ,其围成的面积为S ,则l -S 的最大值为________.9.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.10.如图,在C城周边已有两条公路l1,l2在点O处交汇.已知OC=(2+6)km,∠AOB=75°,∠AOC=45°,现规划在公路l1,l2上分别选择A,B两处为交汇点(异于点O)直接修建一条公路通过C城.设OA=x km,OB=y km.(1)求y关于x的函数关系式并指出它的定义域;(2)试确定点A,B的位置,使△OAB的面积最小.11.某分公司经销某种品牌产品,每件产品的成本为3元,并且每件产品需向总公司交a 元(3≤a≤5)的管理费,预计当每件产品的售价为x元(9≤x≤11)时,一年的销售量为(12-x)2万件.(1)求分公司一年的利润L(万元)与每件产品的售价x的函数关系式;(2)当每件产品的售价为多少元时,分公司一年的利润L最大?并求出L的最大值Q(a).。
第九节函数与方程[知识能否忆起]1.函数的零点(1)定义:对于函数y=f(x)(x∈D),把使f(x)=0成立的实数x叫做函数y=f(x)(x∈D)的零点.(2)函数的零点与相应方程的根、函数的图象与x轴交点间的关系: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=ax2+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.[小题能否全取]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:C2.若函数f(x)=ax+b有一个零点是2,那么函数g(x)=bx2-ax的零点是()A .0,2B .0,12C .0,-12D .2,-12解析:选C ∵2a +b =0,∴g (x )=-2ax 2-ax =-ax (2x +1). ∴零点为0和-12.3.(教材习题改编)根据表格中的数据,可以判定方程e x -x -2=0的一个根所在的区间为( )A.(-1,0) C .(1,2)D .(2,3)解析:选C 设函数f (x )=e x -x -2,从表中可以看出f (1)·f (2)<0,因此方程e x -x -2=0的一个根所在的区间为(1,2).4.用二分法求函数y =f (x )在区间(2,4)上的近似解,验证f (2)·f (4)<0,给定精确度ε=0.01,取区间(2,4)的中点x 1=2+42=3,计算得f (2)·f (x 1)<0,则此时零点x 0∈________(填区间).解析:由f (2)·f (3)<0可知x 0∈(2,3). 答案:(2,3)5.已知函数f (x )=x 2+x +a 在区间(0,1)上有零点,则实数a 的取值范围是________. 解析:∵函数f (x )=x 2+x +a 在(0,1)上有零点. ∴f (0)f (1)<0.即a (a +2)<0,解得-2<a <0. 答案:(-2,0)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.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.3.对于定义域内连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号.典题导入[例1] (2012·唐山统考)设f (x )=e x +x -4,则函数f (x )的零点位于区间( ) A .(-1,0) B .(0,1) C .(1,2)D .(2,3)[自主解答] ∵f (x )=e x +x -4,∴f ′(x )=e x +1>0.∴函数f (x )在R 上单调递增.f (-1)=e -1+(-1)-4=-5+e -1<0,f (0)=-3<0,f (1)=e +1-4=e -3<0,f (2)=e 2+2-4=e 2-2>0,f (1)f (2)<0,故零点x 0∈(1,2).[答案] C由题悟法利用函数零点的存在性定理判断零点所在的区间时,首先看函数y =f (x )在区间[a ,b ]上的图象是否连续不断,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.以题试法1.(2013·衡水模拟)设函数y =x 3与y =⎝⎛⎭⎫12x -2的图象交点为(x 0,y 0),则x 0所在的区间是( )A .(0,1)B .(1,2)C .(2,3)D .(3,4)解析:选B 设函数f (x )=x 3-⎝⎛⎭⎫12x -2,f (1)·f (2)<0,且f (x )为单调函数,则x 0∈(1,2).典题导入[例2] (1)(2012·北京高考)函数f (x )=x 12-⎝⎛⎭⎫12x 的零点的个数为( )A .0B .1C .2D .3(2)(2012·北京东城区模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≤0,log 2x ,x >0,则函数y =f (f (x ))+1的零点个数是( )A .4B .3C .2D .1[自主解答] (1)在同一平面直角坐标系内作出y1=x 12与y 2=⎝⎛⎭⎫12x 的图象如图所示,易知,两函数图象只有一个交点,因此函数f (x )=x 12-⎝⎛⎭⎫12x只有1个零点.(2)由f (f (x ))+1=0可得f (f (x ))=-1, 又由f (-2)=f ⎝⎛⎭⎫12=-1. 可得f (x )=-2或f (x )=12.若f (x )=-2,则x =-3或x =14;若f (x )=12,则x =-12或x =2,综上可得函数y =f (f (x ))+1有4个零点. [答案] (1)B (2)A由题悟法判断函数零点个数的常用方法(1)解方程法: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:利用定理不仅要判断函数在区间[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、周期性、对称性)才能确定函数有多少个零点.(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,其中交点的个数,就是函数零点的个数.以题试法2.(2012·湖北高考)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 .6D .7解析:选C 令x cos x 2=0,则x =0,或x 2=k π+π2,又x ∈[0,4],因此x k =k π+π2(k=0,1,2,3,4),共有6个零点.典题导入[例3] (2011·辽宁高考改编)已知函数f (x )=e x -x +a 有零点,则a 的取值范围是________.[自主解答] ∵f (x )=e x -x +a , ∴f ′(x )=e x -1.令f ′(x )=0,得x =0.当x <0时,f ′(x )<0,函数f (x )在(-∞,0)上是减函数; 当x >0时,f ′(x )>0,函数f (x )在(0,+∞)上是增函数. 故f (x )min =f (0)=1+a .若函数f (x )有零点,则f (x )min ≤0, 即1+a ≤0,得a ≤-1. [答案] (-∞,-1]若函数变为f (x )=ln x -2x +a ,其他条件不变,求a 的取值范围. 解:∵f (x )=ln x -2x +a ,∴f ′(x )=1x -2.令f ′(x )=0,得x =12.当0<x ≤12时f ′(x )≥0,∴f (x )为增函数;当x >12时,f ′(x )<0,∴f (x )为减函数.∴f (x )max =f ⎝⎛⎭⎫12=ln 12-1+a . 若f (x )有零点,则f (x )max ≥0,即ln 12-1+a ≥0.解得a ≥1-ln 12,a 的取值范围为[)1+ln 2,+∞.由题悟法已知函数有零点(方程有根)求参数取值常用的方法(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.以题试法3.已知函数f (x )满足f (x +1)=f (x -1),且f (x )是偶函数,当x ∈[0,1]时,f (x )=x ,若在区间[-1,3]上函数g (x )=f (x )-kx -k 有4个零点,则实数k 的取值范围是______.解析:由f (x +1)=f (x -1)得,f (x +2)=f (x ),则f (x )是周期为2的函数.∵f (x )是偶函数,当x ∈[0,1]时,f (x )=x ,∴当x ∈[-1,0]时,f (x )=-x ,易得当x ∈[1,2]时,f (x )=-x +2,当x ∈[2,3]时,f (x )=x -2.在区间[-1,3]上函数g (x )=f (x )-kx -k 有4个零点,即函数y =f (x )与y =kx +k 的图象在区间[-1,3]上有4个不同的交点.作出函数y =f (x )与y =kx +k 的图象如图所示,结合图形易知,k ∈⎝⎛⎦⎤0,14. 答案:⎝⎛⎦⎤0,141.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.12D .0解析:选D 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0.2.设f (x )=x 3+bx +c 是[-1,1]上的增函数,且f ⎝⎛⎭⎫-12·f ⎝⎛⎭⎫12<0,则方程f (x )=0在[-1,1]内( )A .可能有3个实数根B .可能有2个实数根C .有唯一的实数根D .没有实数根解析:选C 由f (x )在[-1,1]上是增函数,且f ⎝⎛⎭⎫-12·f ⎝⎛⎭⎫12<0,知f (x )在⎣⎡⎦⎤-12,12上有唯一零点,所以方程f (x )=0在[-1,1]上有唯一实数根.3.(2012·长沙模拟)已知函数f (x )的图象是连续不断的,x 、f (x )的对应关系如下表:A .区间[1,2]和[2,3]B .区间[2,3]和[3,4]C .区间[2,3]、[3,4]和[4,5]D .区间[3,4]、[4,5]和[5,6]解析:选C 因为f (2)>0,f (3)<0,f (4)>0,f (5)<0,所以在区间[2,3],[3,4],[4,5]内有零点.4.(2013·北京西城二模)执行如图所示的程序框图,若输入如下四个函数: ①y =2x ; ②y =-2x ; ③f (x )=x +x -1;④f (x )=x -x -1.则输出函数的序号为( )A .①B .②C .③D .④解析:选D 由图可知输出结果为存在零点的函数,因2x >0,所以y =2x 没有零点,同样y =-2x 也没有零点;f (x )=x +x -1,当x >0时,f (x )≥2,当x <0时,f (x )≤-2,故f (x )没有零点;令f (x )=x -x -1=0得x =±1,故选D.5.(2012·北京朝阳统考)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)解析:选C 由条件可知f (1)f (2)<0,即(2-2-a )(4-1-a )<0,即a (a -3)<0,解之得0<a <3.6.(2013·哈师大模拟)若定义在R 上的函数f (x )满足f (x +2)=f (x ),且x ∈[-1,1]时,f (x )=1-x 2,函数g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧lg x ,x >0,0,x =0,-1x ,x <0,则函数h (x )=f (x )-g (x )在区间[-5,5]内的零点个数是( )A .5B .7C .8D .10解析:选C 依题意得,函数f (x )是以2为周期的函数,在同一坐标系下画出函数y =f (x )与函数y =g (x )的图象,结合图象得,当x ∈[-5,5]时,它们的图象的公共点共有8个,即函数h (x )=f (x )-g (x )在区间[-5,5]内的零点个数是8.7.用二分法研究函数f (x )=x 3+3x -1的零点时,第一次经计算f (0)<0,f (0.5)>0可得其中一个零点x 0∈______,第二次应计算________.解析:因为f (x )=x 3+3x -1是R 上的连续函数,且f (0)<0,f (0.5)>0,则f (x )在x ∈(0,0.5)上存在零点,且第二次验证时需验证f (0.25)的符号.答案:(0,0.5) f (0.25)8.若函数f (x )=a x -x -a (a >0且a ≠1)有两个零点,则实数a 的取值范围是________. 解析:函数f (x )的零点个数就是函数y =a x 与函数y =x +a 的图象交点的个数,易知当a >1时,两图象有两个交点;当0<a <1时,两图象有一个交点.答案:(1,+∞)9.(2013·南通质检)已知函数f (x )=x 2+(1-k )x -k 的一个零点在(2,3)内,则实数k 的取值范围是________.解析:因为Δ=(1-k )2+4k =(1+k )2≥0对一切k ∈R 恒成立,又k =-1时,f (x )的零点x =-1∉(2,3),故要使函数f (x )=x 2+(1-k )x -k 的一个零点在(2,3)内,则必有f (2)·f (3)<0,即2<k <3.答案:(2,3)10.已知函数f (x )=x 3-x 2+x 2+14.证明:存在x 0∈⎝⎛⎭⎫0,12,使f (x 0)=x 0. 证明:令g (x )=f (x )-x .∵g (0)=14,g ⎝⎛⎭⎫12=f ⎝⎛⎭⎫12-12=-18,∴g (0)·g ⎝⎛⎭⎫12<0.又函数g (x )在⎣⎡⎦⎤0,12上连续, ∴存在x 0∈⎝⎛⎭⎫0,12,使g (x 0)=0,即f (x 0)=x 0.11.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: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(-∞,-1].12.若函数f (x )=ax 2-x -1有且仅有一个零点,求实数a 的取值范围.解:(1)当a =0时,函数f (x )=-x -1为一次函数,则-1是函数的零点,即函数仅有一个零点.(2)当a ≠0时,函数f (x )=ax 2-x -1为二次函数,并且仅有一个零点,则一元二次方程ax 2-x -1=0有两个相等实根.则Δ=1+4a =0,解得a =-14.综上,当a =0或a =-14时,函数仅有一个零点.1.(2012·“江南十校”联考)已知关于x 的方程|x 2-6x |=a (a >0)的解集为P ,则P 中所有元素的和可能是( )A .3,6,9B .6,9,12C .9,12,15D .6,12,15解析:选B 如图,函数y =|x 2-6x |的图象关于直线x =3对称,将直线y =a 从下往上移动可知:P 中所有元素的和可能是6,9,12.2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -2,x >0,-x 2+bx +c ,x ≤0满足f (0)=1,且f (0)+2f (-1)=0,那么函数g (x )=f (x )+x 的零点个数为________.解析:∵f (0)=1,∴c =1.又∵f (0)+2f (-1)=0,∴f (-1)=-1-b +1=-12,得b =12.∴当x >0时,g (x )=2x -2=0有唯一解x =1;当x ≤0时,g (x )=-x 2+32x +1,令g (x )=0,得x =2(舍去)或x =-12,即g (x )=0有唯一解.综上可知,g (x )=f (x )+x 有2个零点.答案:23.已知二次函数f (x )=ax 2+bx +c .(1)若a >b >c ,且f (1)=0,试证明f (x )必有两个零点;(2)若对x 1,x 2∈R ,且x 1<x 2,f (x 1)≠f (x 2),方程f (x )=12[f (x 1)+f (x 2)]有两个不等实根,证明必有一个实根属于(x 1,x 2).证明:(1)∵f (1)=0,∴a +b +c =0,又∵a >b >c ,∴a >0,c <0,即ac <0.又∵Δ=b 2-4ac ≥-4ac >0,∴方程ax 2+bx +c =0有两个不等实根,∴函数f (x )有两个零点.(2)令g (x )=f (x )-12[f (x 1)+f (x 2)],则g (x 1)=f (x 1)-12[f (x 1)+f (x 2)]=f (x 1)-f (x 2)2,g (x 2)=f (x 2)-12[f (x 1)+f (x 2)]=f (x 2)-f (x 1)2,∴g (x 1)·g (x 2)=f (x 1)-f (x 2)2·f (x 2)-f (x 1)2=-14[f (x 1)-f (x 2)]2. ∵f (x 1)≠f (x 2),∴g (x 1)·g (x 2)<0. ∴g (x )=0在(x 1,x 2)内必有一实根.即f (x )=12[f (x 1)+f (x 2)]在(x 1,x 2)内必有一实根.1.对于定义域为D 的函数f (x ),若存在区间M =[a ,b ]⊆D (a <b ),使得{y |y =f (x ),x ∈M }=M ,则称区间M 为函数f (x )的“等值区间”.给出下列四个函数:①f (x )=2x ;②f (x )=x 3;③f (x )=sin x ;④f (x )=log 2x +1. 则存在“等值区间”的函数是________.(把正确的序号都填上)解析:问题等价于方程f (x )=x 在函数的定义域内是否存在至少两个不相等的实根,由于2x >x ,故函数f (x )=2x 不存在等值区间;由于x 3=x 有三个不相等的实根x 1=-1,x 2=0,x 3=1,故函数f (x )=x 3存在三个等值区间[-1,0],[0,1],[-1,1];由于sin x =x 只有唯一的实根x =0,结合函数图象,可知函数f (x )=sin x 不存在等值区间;由于log 2x +1=x 有实根x 1=1,x 2=2,故函数f (x )=log 2x +1存在等值区间[1,2].答案:②④2.m 为何值时,f (x )=x 2+2mx +3m +4.京翰教育高考辅导——专业对高中学生开设高三数学辅导补习班京翰教育北京家教辅导-开设全国中小学一对一课外辅导班 (1)有且仅有一个零点;(2)有两个零点且均比-1大.解:(1)若函数f (x )=x 2+2mx +3m +4有且仅有一个零点, 则等价于Δ=4m 2-4(3m +4)=0,即m 2-3m -4=0,解得m =4或m =-1.(2)设两零点分别为x 1,x 2,且x 1>-1,x 2>-1,x 1≠x 2.则x 1+x 2=-2m ,x 1·x 2=3m +4,故只需⎩⎪⎨⎪⎧ Δ=4m 2-4(3m +4)>0,(x 1+1)+(x 2+1)>0,(x 1+1)(x 2+1)>0⇔⎩⎪⎨⎪⎧ m 2-3m -4>0,-2m +2>0,3m +4+(-2m )+1>0⇔⎩⎪⎨⎪⎧ m <-1或m >4,m <1,m >-5.故m 的取值范围是{m |-5<m <-1}.。
盘点高考数学中函数的零点问题高二数学 杨社锋函数思想是贯穿高中数学学习中的一个重要思想。
而函数的零点问题可以很好的将函数和方程结合起来,同时也考察了学生分析问题转化问题的能力。
因此这部分内容也是高考考查的重点内容,下面我们一起来盘点一下函数零点问题的考察方法。
首先我们回顾一下函数零点的定义,函数y=f (x )的图像与x 轴交点的横坐标,称为函数的零点。
换句话说,y=f(x)的零点、方程f(x)=0的根与y=f (x )的图像与x 轴交点的横坐标三者之间是等价的。
也就是说,函数的零点问题我们可以通过解方程来解决,也可以通过函数图像来解决。
到底采用什么思路我们还要具体问题具体分析。
函数的零点问题总结起来大致有三种考法。
一、函数y=f(x)的零点个数问题对于这类问题,我们无需考虑零点的具体值是多少,我们只需考虑函数y=f(x)与x 轴有几个交点就可以了;当函数y=f(x)的图象不容易画出时,我们可以将其转化为两个函数图像的交点个数问题例1. (2012天津)函数f (x )=2x +x 3-2在区间(0,1)内的零点个数是( )A .0B .1C .2D .3【分析】如果能画出f(x)的图像一切问题都迎刃而解了,又发现f (x )=2x +x 3-2是增函数,只需计算f(0),f(1)的值就可以了.【解析】:由题意知f (x )为单调增函数且f (0)=-1<0,f (1)=1>0,所以在区间(0,1)内有且只有一个零点.答案:B例2.(2013天津)函数f (x )=2x |log 0.5x |-1的零点个数为( )A .1B .2C .3D .4【分析】首先考虑到直接画出函数f (x )=2x |log 0.5x |-1的图像但是发现行不通,函数f(x)的图像你我都不会画。
于是就考虑到看能不能转化为两个函数的图像的交点问题。
f (x )=2x |log 0.5x |-1的零点等价于方程2x |log 0.5x |=1的根,再转化为方程0.51log 2x x =的根的问题,到这里我们恍然大悟,原来就是研究函数0.5log y x =与函数12x y =图像的交点问题。
函数的零点与解析问题及例题分析1. 函数的零点函数的零点指的是函数取值为零的点,即满足$f(x) = 0$的$x$值。
求函数的零点是许多数学问题中的基本任务。
求函数的零点方法很多,常见的包括二分法、牛顿法、割线法等。
下面以二分法为例来说明求函数零点的过程。
例题1::已知函数$f(x) = \sin(x)$,求$f(x)$的零点。
解析过程如下:1. 首先确定一个区间$[a, b]$,使得$f(a)$和$f(b)$异号。
2. 将区间中点记作$c$,计算$f(c)$的值。
3. 如果$f(c)$为零,则$c$是$f(x)$的零点;否则,根据$f(c)$和$f(a)$(或$f(b)$)的符号确定新的区间。
4. 重复步骤2和3,直到找到一个足够接近零点的解。
2. 解析问题解析问题是指在数学运算中的一些特殊情况,如分母为零、根号内为负数等。
解析问题的存在可能导致函数无法取值或无法计算。
解析问题的判定和处理与具体的数学表达式有关。
以下是一些常见的例子:- 分母为零:当函数中出现分母为零的情况时,其解析问题是分母为零的$x$值,并且在该点处函数无法取值。
- 根号内为负数:当函数中出现根号内为负数的情况时,其解析问题是根号内为负数的$x$值,并且在该点处函数无法计算。
解析问题在数学问题的解决中需要注意,可以通过数值计算的方法来规避这些问题。
3. 例题分析例题2::已知函数$f(x) = \frac{1}{x^2 - 4}$,求$f(x)$的定义域。
解析过程如下:由于分母为$x^2 - 4$,我们需要排除使分母为零的情况。
即解方程$x^2 - 4 = 0$,求得$x = \pm 2$。
因此,函数$f(x)$的定义域为$(-\infty, -2) \cup (-2, 2) \cup (2, \infty)$。
以上是关于函数的零点与解析问题的简要分析和例题讲解。
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函数零点问题主要有四类:一是判断函数零点或方程根的个数;二是利用函数零点确定函数解析式;三是确定函数零点或方程根的取值范围;四是利用函数零点或根的个数求解参数的取值范围.解决这些问题主要用数形结合法.1.函数零点个数的判断函数零点的个数即为方程f (x )=0根的个数,可转化为函数f (x )的图象与x 轴交点的个数进行判断,也可转化为两个函数图象的交点个数(如例2(1)).2.利用函数零点求解函数解析式由函数的零点利用待定系数法求函数的解析式,求解时要结合函数的图象.[典例1] 如图所示为f (x )=x 3+bx 2+cx +d 的图象,则x 21+x 22的值是( )A.23B.43C.83D.169[解析] 由图象可知,函数图象与x 轴交于三点,(-1,0),(0,0),(2,0),故该函数有三个零点-1,0,2.由f (0)=0,得d =0,故函数解析式可化为f (x )=x 3+bx 2+cx =x (x 2+bx +c ),显然-1,2为方程x 2+bx +c =0的两根.由根与系数的关系,得⎩⎪⎨⎪⎧ -1+2=-b ,(-1)×2=c , 解得⎩⎪⎨⎪⎧b =-1,c =-2.故f (x )=x 3-x 2-2x . 由图象可知,x 1,x 2为函数f (x )的两个极值点,又f ′(x )=3x 2-2x -2,故x 1,x 2为f ′(x )=0,即3x 2-2x -2=0的两根,故x 1+x 2=23,x 1·x 2=-23. 故x 21+x 22=(x 1+x 2)2-2x 1·x 2=⎝⎛⎭⎫232-2×⎝⎛⎭⎫-23=169.[答案] D[题后悟道] 确定零点与三次函数的各个系数之间的关系还可以根据零点写出函数解析式f (x )=a (x -α)(x -β)·(x -γ),然后依据代数恒等式成立的条件——对应系数相等,找出彼此之间的关系.本题所求的问题类似于一元二次方程根与系数关系中的相关问题,要注意式子的灵活变形.类似的变形有(x 1-x 2)2=(x 1+x 2)2-4x 1x 2,1x 1+1x 2=x 1+x 2x 1x 2等. 3.零点取值范围的确定函数零点的取值范围,即为方程f (x )=0的根的取值范围,主要利用零点存在性定理解决,可结合函数的图象和性质,根据图象上的一些特殊点灵活处理(如本节例1).4.由零点个数确定参数的取值范围根据函数零点的个数确定函数解析式中参数的取值范围,主要利用数形结合的方法,根据函数的极值与区间的端点值构造参数所满足的不等式,通过解不等式求解其取值范围.[典例2] 已知函数f (x )=x 3-3x 2-9x +3,若函数g (x )=f (x )-m 在x ∈[-2,5]上有3个零点,则m 的取值范围为( )A .(-24,8)B .(-24,1]C .[1,8]D .[1,8)[解析] f ′(x )=3x 2-6x -9=3(x +1)·(x -3),令f ′(x )=0,得x =-1或x =3.当x ∈[-2,-1)时,f ′(x )>0,函数f (x )单调递增;当x ∈(-1,3)时,f ′(x )<0,函数f (x )单调递减;当x ∈(3,5]时,f ′(x )>0,函数f (x )单调递增.所以函数f (x )的极小值为f (3)=-24,极大值为f (-1)=8;而f (-2)=1,f (5)=8,函数图象大致如图所示.故要使方程g (x )=f (x )-m 在x ∈[-2,5]上有3个零点,只需函数f (x )在[-2,5]内的函数图象与直线y =m 有3个交点.故⎩⎪⎨⎪⎧m <8,m ≥1,即m ∈[1,8). [答案] D[题后悟道] 解决此类问题主要依据函数图象的特征,利用区间端点处的函数值、函数的极值等构造关于参数的不等式.注意函数在区间的端点值对参数取值范围的影响.如该题中f (-2)与f (5)这两个端点值决定着方程g (x )=f (x )-m 在x ∈[-2,5]上的零点个数,若m =8或-24<m <1,则该方程有2个根;若m =-24,则该方程有1个根;当m >8或m <-24时,则该方程没有实根.总之,解决函数零点的有关问题主要利用数形结合的数学思想,利用导数研究函数的有关性质,主要包括函数的单调性与极值以及函数在区间端点处的函数值,然后画出函数图象,结合函数图象的特征判断、求解.。
热点难点突破系列之四、“图”解函数的零点问题函数零点问题主要有四类:一是判断函数零点或方程根的个数;二是利用函数零点确定函数解析式;三是确定函数零点或方程根的取值范围;四是利用函数零点或根的个数求解参数的取值范围.解决这些问题主要用数形结合法.1.函数零点个数的判断函数零点的个数即为方程f(x)=0根的个数,可转化为函数f(x)的图象与x 轴交点的个数进行判断,也可转化为两个函数图象的交点个数(如例2(1)).2.利用函数零点求解函数解析式由函数的零点利用待定系数法求函数的解析式,求解时要结合函数的图象.[典例1] 如图所示为f(x)=x 3+bx 2+cx +d 的图象,则x 21+x 22的值是( )A.23B.43C.83D.169[解析] 由图象可知,函数图象与x 轴交于三点,(-1,0),(0,0),(2,0),故该函数有三个零点-1,0,2.由f(0)=0,得d =0,故函数解析式可化为f(x)=x 3+bx 2+cx =x(x 2+bx +c),显然-1,2为方程x 2+bx +c =0的两根.由根与系数的关系,得⎩⎪⎨⎪⎧ -1+2=-b ,-=c , 解得⎩⎪⎨⎪⎧ b =-1,c =-2.故f(x)=x 3-x 2-2x. 由图象可知,x 1,x 2为函数f(x)的两个极值点,又f′(x)=3x 2-2x -2,故x 1,x 2为f′(x)=0,即3x 2-2x -2=0的两根,故x 1+x 2=23,x 1·x 2=-23. 故x 21+x 22=(x 1+x 2)2-2x 1·x 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫232-2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-23=169. [答案] D[题后悟道] 确定零点与三次函数的各个系数之间的关系还可以根据零点写出函数解析式f(x)=a(x -α)(x -β)·(x-γ),然后依据代数恒等式成立的条件——对应系数相等,找出彼此之间的关系.本题所求的问题类似于一元二次方程根与系数关系中的相关问题,要注意式子的灵活变形.类似的变形有(x 1-x 2)2=(x 1+x 2)2-4x 1x 2,1x 1+1x 2=x 1+x 2x 1x 2等. 3.零点取值范围的确定函数零点的取值范围,即为方程f(x)=0的根的取值范围,主要利用零点存在性定理解决,可结合函数的图象和性质,根据图象上的一些特殊点灵活处理(如本节例1).4.由零点个数确定参数的取值范围根据函数零点的个数确定函数解析式中参数的取值范围,主要利用数形结合的方法,根据函数的极值与区间的端点值构造参数所满足的不等式,通过解不等式求解其取值范围.[典例2] 已知函数f(x)=x 3-3x 2-9x +3,若函数g(x)=f(x)-m 在x ∈[-2,5]上有3个零点,则m 的取值范围为( )A .(-24,8)B .(-24,1]C .[1,8]D .[1,8) [解析] f′(x)=3x 2-6x -9=3(x +1)·(x-3),令f′(x)=0,得x =-1或x =3.当x ∈[-2,-1)时,f ′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x ∈(-1,3)时,f ′(x)<0,函数f(x)单调递减;当x ∈(3,5]时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.所以函数f(x)的极小值为f(3)=-24,极大值为f(-1)=8;而f(-2)=1,f(5)=8,函数图象大致如图所示.故要使方程g(x)=f(x)-m 在x ∈[-2,5]上有3个零点,只需函数f(x)在[-2,5]内的函数图象与直线y =m 有3个交点.故⎩⎪⎨⎪⎧ m<8,m≥1,即m ∈[1,8).[答案] D[题后悟道] 解决此类问题主要依据函数图象的特征,利用区间端点处的函数值、函数的极值等构造关于参数的不等式.注意函数在区间的端点值对参数取值范围的影响.如该题中f(-2)与f(5)这两个端点值决定着方程g(x)=f(x)-m 在x ∈[-2,5]上的零点个数,若m =8或-24<m<1,则该方程有2个根;若m =-24,则该方程有1个根;当m>8或m<-24时,则该方程没有实根.总之,解决函数零点的有关问题主要利用数形结合的数学思想,利用导数研究函数的有关性质,主要包括函数的单调性与极值以及函数在区间端点处的函数值,然后画出函数图象,结合函数图象的特征判断、求解.。
函数零点问题主要有四类:一是判断函数零
点或方程根的个数;二是利用函数零点确定函数
解析式;三是确定函数零点或方程根的取值范围;
四是利用函数零点或根的个数求解参数的取值范
围.解决这些问题主要用数形结合法.
1.函数零点个数的判断
函数零点的个数即为方程f (x )=0根的个数,可转化为函数f (x )的图象与x 轴交点的个数进行判断,也可转化为两个函数图象的交点个数(如例2(1)).
2.利用函数零点求解函数解析式
由函数的零点利用待定系数法求函数的解析式,求解时要结合函数的图象.
[典例1] 如图所示为f (x )=x 3+bx 2+cx +d 的图象,则x 21+x 22的值是( )
A.23
B.43
C.83
D.169
[解析] 由图象可知,函数图象与x 轴交于三点,(-1,0),(0,0),
(2,0),故该函数有三个零点-1,0,2.
由f (0)=0,得d =0,故函数解析式可化为f (x )=x 3+bx 2+cx =x (x 2+bx +c ),显然-1,2为方程x 2+bx +c =0的两根.
由根与系数的关系,得⎩
⎪⎨⎪⎧ -1+2=-b ,(-1)×2=c , 解得⎩⎪⎨⎪⎧
b =-1,
c =-2.故f (x )=x 3-x 2-2x . 由图象可知,x 1,x 2为函数f (x )的两个极值点,
又f ′(x )=3x 2-2x -2,
故x 1,x 2为f ′(x )=0,即3x 2-2x -2=0的两根,
故x 1+x 2=23,x 1·x 2=-23
. 故x 21+x 22=(x 1+x 2)2-2x 1·x 2=⎝⎛⎭⎫232-2×⎝⎛⎭⎫-23=169.
[答案] D
[题后悟道] 确定零点与三次函数的各个系数之间的关系还可以根据零点写出函数解析式f (x )=a (x -α)(x -β)·(x -γ),然后依据代数恒等式成立的条件——对应系数相等,找出彼此之间的关系.本题所求的问题类似于一元二次方程根与系数关系中的相关问题,要注意
式子的灵活变形.类似的变形有(x 1-x 2)2=(x 1+x 2)2-4x 1x 2,1x 1+1x 2=x 1+x 2x 1x 2
等. 3.零点取值范围的确定
函数零点的取值范围,即为方程f (x )=0的根的取值范围,主要利用零点存在性定理解决,可结合函数的图象和性质,根据图象上的一些特殊点灵活处理(如本节例1).
4.由零点个数确定参数的取值范围
根据函数零点的个数确定函数解析式中参数的取值范围,主要利用数形结合的方法,根据函数的极值与区间的端点值构造参数所满足的不等式,通过解不等式求解其取值范围.
[典例2] 已知函数f (x )=x 3-3x 2-9x +3,若函数g (x )=f (x )-m 在x ∈[-2,5]上有3个零点,则m 的取值范围为( )
A .(-24,8)
B .(-24,1]
C .[1,8]
D .[1,8)
[解析] f ′(x )=3x 2-6x -9=3(x +1)·(x -3),
令f ′(x )=0,得x =-1或x =3.
当x ∈[-2,-1)时,f ′(x )>0,函数f (x )单调递增;当x ∈(-1,3)
时,f ′(x )<0,函数f (x )单调递减;当x ∈(3,5]时,f ′(x )>0,函数f (x )
单调递增.
所以函数f (x )的极小值为f (3)=-24,极大值为f (-1)=8;
而f (-2)=1,f (5)=8,函数图象大致如图所示.故要使方程g (x )
=f (x )-m 在x ∈[-2,5]上有3个零点,只需函数f (x )在[-2,5]内的函数图象与直线y =m 有3
个交点.故⎩⎪⎨⎪⎧
m <8,m ≥1,即m ∈[1,8). [答案] D
[题后悟道] 解决此类问题主要依据函数图象的特征,利用区间端点处的函数值、函数的极值等构造关于参数的不等式.注意函数在区间的端点值对参数取值范围的影响.如该题中f (-2)与f (5)这两个端点值决定着方程g (x )=f (x )-m 在x ∈[-2,5]上的零点个数,若m =8或-24<m <1,则该方程有2个根;若m =-24,则该方程有1个根;当m >8或m <-24时,则该方程没有实根.
总之,解决函数零点的有关问题主要利用数形结合的数学思想,利用导数研究函数的有关性质,主要包括函数的单调性与极值以及函数在区间端点处的函数值,然后画出函数图象,
结合函数图象的特征判断、求解.。