考查函数零点区间的判断及方程根的问题
数形结合法数形结合法:根据题设条件作出所研究问题的曲线或有关图形,借助几何图形的直观性作出正确的判断,习惯上也叫数形结合法.有些选择题可通过命题条件中的函数关系或几何意义,作出函数的图象或几何图形,借助于图象或图形的作法、形状、位置、性质等,综合图象的特征得出结论.图形化策略就是以数形结合为指导的一种解题策略.
图形化策略是依靠图形的直观性进行研究的,用这种策略解题比直接计算求解更能抓住问题的实质、简捷迅速地得到结果.不过,运用数形结合法解题一定要对有关函数图象、方程曲线、几何图形较熟悉,否则,错误的图象会导致错误的选择.
【例17】? (2012·天津)函数f(x)=2x+x3-2在区间(0,1)内的零点个数是( ). A.0 B.1 C.2 D.3
解析 法一 因为f(0)=1+0-2=-1, f(1)=2+1-2=1,即f(0)·f(1)<0,
且函数f(x)在(0,1)内连续不断,故f(x)在(0,1)内的零点个数是1.
法二 设y1=2x,y2=2-x3,在同一坐标系中作出两函数的图象如图所示,可知B正确. 答案 B
【例18】? (2012·天津)已知函数y=|x2-1|
的图象与函数y=kx-2的图象恰有两个交点,x-1
则实数k的取值范围是________.
解析 去掉绝对值转化为分段函数后,作出图象利用数形结合的方法求解.因为函数y=|x2-1|??x+1,x≤-1或x>1,
=?根据图象易知,函数y=kx-2的图象恒过点(0,-2),所x-1?-x-1,-1<x<1,?以两个函数图象有两个交点时,0<k<1或1<k<4. 答案 (0,1)∪(1,4)
??a2-ab,a≤b,
【例19】? (2012·福建)对于实数a和b,定义运算“*”:a*b=?设f(x)=(2x
?b2-ab,a>b.?
-1)*(x-1),且关于x的方程f(x)=m(m∈R) 恰有三个互不相等的实数根x1,x2,x3,则x1x2x3的取值范围是________. 解析 f(x)=(2x-1)*(x-1)
??2x-12-2x-1x-1,x≤0,
=? ?x-12-2x-1x-1,x>0,???2x2-x,x≤0,即f(x)=?
?-x2+x,x>0.?
如图所示,关于x的方程f(x)=m恰有三个互不相等的实根x1,x2,x3,即函数f(x)的图象1
与直线y=m有三个不同的交点,则0<m<.不妨设从左到右的交点的横坐标分别为x1,
4x2,x3.
当x>0时,-x2+x=m,即x2-x+m=0,∴x2+x3=1, x2+x3?1
∴0<x2x3<?2,即0<x2x3<;
4?2?1??2x2-x=4,1-3当x<0时,由?得x=,
4
??x<0,1-33-1
∴<x1<0,∴0<-x1<.
44∴0<-x1x2x3<
3-11-3,∴<x1x2x3<0. 1616
?1-3?
答案 ??
?16,0?
命题研究:1.以初等函数为载体求函数零点的个数或判断零点所在的区间. 2.以初等函数为载体考查两图象的交点与方程的解的关系.
1
【押题13】 已知函数f(x)=2x+x,g(x)=x-logx,h(x)=log2x-x的零点分别为x1,x2,
2x3,则x1,x2,x3的大小关系是( ). A.x1>x2>x3 B.x2>x1>x3 C.x1>x3>x2 D.x3>x2>x1
1
答案: D [由f(x)=x+2x=0,得-x=2x,则其零点x1<0;由g(x)=x-logx=0,得x=
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logx,则其零点0<x2<1;由h(x)=log2x-x=0,得x=log2x,则其零点x3>1.因此x12<x2<x3.]
??log2x+1,x>0,
[押题14] 已知函数f(x)=?若函数g(x)=f(x)-m有3个零点,则实数m
?-x2-2x,x≤0,?
的取值范围是________.
答案: 解析 函数f(x)的图象如图所示,函数f(x)=-x2-2x(x≤0)的最大值是1,故只要0
<m<1即可使方程f(x)=m有三个相异的实数根,即函数g(x)=f(x)-m有3个零点. 答案 (0,1)