数形结合确定零点
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数形结合求零点
★【利用数形结合确定零点的个数(方程的解)】 1.sinx=x 的解的个数为 1
分析: 易知x=0为方程的一个解。 当0,
2x π⎛⎫
∈ ⎪⎝
⎭
时,sinx ∈- ⎪⎝⎭ 时,两函数的图像也没有交点。 2.函数()ln sin f x x x =-在(0,)+∞内( B ) (A )没有零点 (B )有且仅有一个零点 (C )有且仅有两个零点 (D )有无穷多个零点 分析:当x=1时,ln1=0 分析:当x=10时,lgx=1,函数y=|lgx|过点(10,1),而函数y=|lgx|在(1,+∞)上是增函数,故当1 在(0,+∞)内( C ) A .有且仅有一个零点 B .有且仅有两个零点 C .有且仅有三个零点 D .有无穷多个零点 评注:遇到对数函数时,要重点关注对数值为1的点处两函数的位置关系 4.函数()||ln f x x x =-在定义域内的零点的个数为( A ) A .0 B .1 C .2 D .3 5.(2011陕西文)方程cos x x =在(),-∞+∞内( C ) A .没有根 B .有且仅有一个根 C .有且仅有两个根 D .有无穷多个根 变式:(2011陕西理) 函数()cos f x x =在[0,)+∞内( B ) A .没有零点 B .有且仅有一个零点 C .有且仅有两个零点 D .有无穷多个零点 分析:x=00= y=cosx 下方,当x=1时,,1=,此时 y =y=cosx 上方,在(0,1)内两函数必然相交,由于y =[0,)+∞为增函数, 所以此后y = 6.函数y =2x -x 2零点的个数为 3 。 分析:易知x=2,x=4分别为函数的两个零点,据此画出y =2x 和y =-x 2的图像,找出交点的个数. 变式:函数2 ()2 x x f x =,则f (x )=1的根的个数是( D ) A .0个 B .1个 C .2个 D .3个 分析:转化为方程212 x x =,即22x x =根的个数,进而转换为函数2y x =与2x y =图像的交 点的个数。 7.设函数x x x f ln 3 1 )(-= ,则)(x f y =( D ). A .在区间]1,1[e ,),1(e 内均有零点 B .在区间]1,1 [e ,),1(e 内均无零点 C .在区间]1,1 [e 内有零点,在区间),1(e 内无零点 D .在区间]1,1 [e 内无零点,区间),1(e 内有零点 分析:思路一 判断区间端点处函数值的符号 思路二:利用函数图像 解:f(1)>0,()103 e f e = -<,∴f(x)在(1,e)有零点 如图,函数在x<1的范围内无零点,在(1,e)有零点,在整个定义域上函数有两个零点。 归纳:确定函数零点的常用方法: A. 解方程判定法,若方程易解时用此法. B. 利用零点存在的判定定理. C. 利用数形结合——函数的图像的交点 (方程两端对应的函数类型不同时多以数形结合法求解) ◎ 设函数f (x )=ln x -1 2 x 2+1 (x >0),则函数y = f (x ) ( ) (A)在区间(0,1),(1,2)内均有零点. (B)在区间(0,1)内有零点,在区间(1,2)内无零点. (C)在区间(0,1),(1,2)内均无零点. (D)在区间(0,1)内无零点,在区间(1,2)内有零点. 【分析】(1)函数y =f (x )的零点即使方程f (x )=0有解时x 的值,利用函数 图象或依据连续函数在区间端点函数值异号(即零点存在性定理)可作出判断. 解:如图,两图象有两个交点,其中一个交点横坐标x 1∈(0,1),排除C ,D. ∵ f ‘(x ) = 1 x -x = 1-x 2x ,∴x > 1时,f '(x ) < 0,函数y = f (x )递减, 且f (1) = 1 2 > 0,f (2) = ln 2-1<0, ∴ f (x )在(1,2)上必有零点,故选A. 8.若函数y =e x -2x +a 有零点,则a 的取值范围为 a≤2-ln2 。 分析: y =e x -2x +a 有零点转化为y =e x 的图像与y =2x +a 的图像有交点。 如图,当y =2x 向上平移至与y =e x 相切时,两函数图像恰好有交点,只要求出此时y =2x 的截距即可,问题转化为求y =e x 的切线方程,其中斜率k=2。 设切点为(x 0,y 0),则0 0'|2x x x y e ===,x 0=ln2,0 02x y e ==, 所以切线方程为22(ln 2)y x -=-,即222ln 2y x =+-, 要使函数用零点,只需 -a≥2-ln2,即a≤2-ln2。 评注:将函数的零点转化为曲线的切线方程。 9.已知函数()88,1 ,0,1 x x f x x -≤⎧=⎨>⎩则函数()2()log g x f x x =-的零点的个数为( C ) A. 4 B. 3 C. 2 D. 1