函数零点问题典例(含答案)
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3、已知函数f(x)=2x+ln(1-x),讨论函数f(x)在定义域内的零点个数.
4、已知函数f(x)=x2+2mx+2m+1.
(1)若函数f(x)的两个零点x1,x2满足x1∈(-1,0),x2∈(1,2),求实数m 的取值范围;
(2)若关于x的方程f(x)=0的两根均在区间(0,1)内,求实数m的取值范围.
∴-2是极值点.
又当-2
∴函数g(x)的极值点是-2.
【点评】含指数式和对数式的方程常用换元法向常规方程转化,解二次方程的常用方法是因式分解和求根公式.注意导数的零点的意义.
2、分析
(1)直接解方程f(x)=0有困难,可以作出函数y=2-x及y=lg(x+1)的图象,还可以用判定定理.
(2)画出函数图象,结合最值与交点情况求解.
【解析】
(1)方法一:令f(x)=0,得2-x=lg(x+1),作出函数y=2-x及y=lg(x+1)的图象(如图2-16-1),可知有一个交点.∴函数f(x)的零点有且只有一个.
方法二:
首先x>-1,在区间(-1,+∞)上2-x是减函数,-lg(x+1)也是减函数,∴函数f(x)在区间(-1,+∞)上为减函数且连续.
∵f(0)=20-lg 1=1>0, f(9)=2-9-lg 10=1
29
-1<0,
∴f(0)f(9)<0.
∴函数f(x)在区间(-1,+∞)上有唯一零点.
(2)①∵x>0,∴g(x)=x+e2
x≥2e
2=2e.
当且仅当x=e时取等号.
∴函数g (x )的值域是[2e ,+∞),要使函数g (x )-m 有零点,则只需m ≥2e . ②若关于x 的方程g (x )-f (x )=0有两个互异的实根,即函数g (x )与f (x )的图象
有两个不同的交点,作出g (x )=x +e 2
x
(x >0)的图象(如图2-16-2).
3、【解析】函数f (x )的定义域为{x |x <1}且函数f (x )在定义域内的图象是连续的.
f ′(x )=2+-1
1-x =1-2x 1-x
(x <1). 令f ′(x )=0, 得x =12
. 当x <12时, f ′(x )>0;当12
<x <1时,f ′(x )<0 ∴函数f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,12内为增函数,在区间⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,1内为减函数. ∴当x =12时, 函数f (x )有最大值f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫12=1+ln 12=1-ln 2>0. 又f (-2)=-4+ln 3<0,
∴f (-2)f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫12<0. ∴函数f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,12内有唯一零点,即在区间⎝ ⎛⎭
⎪⎫-∞,12内有唯一零点. 又f (1-e -10)=2(1-e -10)+ln (1-1+e -10)=-8-2e -10<0,
∴f (1-e -10)f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫12<0. ∴函数f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1-e -10内有唯一的零点,即在区间⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,1内有唯一零点.∴函数f (x )在区间(-∞,1)内有且只有两个零点.
4、【解析】
(1)根据函数f (x )的图象,
得⎩⎪⎨⎪⎧ f (0)=2m +1<0,f (-1)=2>0,f (1)=4m +2<0,f (2)=6m +5>0.
化简,得-56<m <-12.
5、【解析】 (1)函数F(x )=18f (x )-x 2[h (x )]2=-x 3+12x +9(x ≥0),∴F ′(x )=-3x 2+12. 令F ′(x )=0,得x =2(x =-2舍去).