专题3 函数的零点问题(精讲深剖)-2019年高考数学高频考点全突(2)

2019-08-29 00:15

(2)零点存在性定理中的几个“不一定”(假设f?x?连续) ① 若f?a?f?b??0,则f?x?的零点不一定只有一个,可以有多个 ②若f?a?f?b??0,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.断函数零点个数的常见方法

(1)直接法:解方程f?x??0,方程有几个解,函数f?x?就有几个零点;

(2)零点存在性定理: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)才能确定函数有多少个零点;

(3)图象法:画出函数f?x?的图象,函数f?x?的图象与x轴的交点个数即为函数f?x?的零点个数; 或将函数f?x?拆成两个常见函数g?x?和h?x?的差,从而f?x??0?g?x??h?x??0

?g?x??h?x?,则函数f?x?的零点个数即为函数y?g?x?与函数y?h?x?的图象的交点个数;

变式1. 函数零点的判断

例1:(1)下列函数中,既是偶函数又存在零点的是( )

A.y?cosx B.y?sinx C.y?lnx D.y?x?1【答案】A

2?x2?2,x?0(2)函数f?x???的零点个数是__________.

2x?6?lnx,x?0?【答案】2

2【解析】解法一:令x?2?0得,x??2,只有x??2符合题意;

令2x?6?lnx?0得,6?2x?lnx,在同一坐标系内,画出y?6?2x,y?lnx的图象, 观察知交点有1,所以零点个数是2.

解法二:当x≤0时,f(x)=x-2,令x-2=0,得x=2(舍)或x=-2, 即在区间(-∞,0]上,函数只有一个零点.当x>0时,f(x)=2x-6+lnx,

2

2

f′(x)=2+,由x>0知f′(x)>0,∴f(x)在(0,+∞)上单调递增,

x而f(1)=-4<0,f(e)=2e-5>0,f(1)f(e)<0,从而f(x)在(0,+∞)上只有一个零点. 综上可知,函数f(x)的零点个数是2.故填2.

(3)函数f?x??2x2?e在?2,2有 个零点.

x1

??【答案】2.

【点评】(1)函数的零点可转换为方程的根,若方程能够直接解出,则零点也就得到;

(2)连续函数在区间[a,b]上有f(a)·f(b)<0时,函数在(a,b)内至少有一个零点,但不能确定究竟有多少个.要更准确地判断函数在(a,b)内零点的个数,还得结合函数在该区间的单调性、极值等性质进行判断; (3)对于解析式较复杂的函数的零点,可根据解析式特征,利用函数与方程思想化为f(x)=g(x)的形式,通过考察两个函数图象的交点来求。

变式2. 由函数的零点(或方程的根)求参数

例2:(1)若函数f(x)=3ax+1-2a在区间(-1,1)内存在一个零点,则a的取值范围是________.

?1?【答案】(-∞,-1)∪?,+∞?. ?5?

(2)已知函数f?x??x?|x|?3?a有4个零点,则实数a的取值范围是 ;

2【答案】(?3,?11) 4222【解析】由函数f(x)?x?x?3?a有4个零点?x?x?3?a?0有4个根,即x?x?3??a 有4个根。令g(x)?x?x?3,h(x)??a如下图。

2

由图知h(x)??a在

1111到3之间,所以实数a的取值范围是(?3,?) 4432(3)函数f?x??ax?3x?1,若f?x?存在唯一的零点x0,且x0?0 ,则a的取值范围是 ;

【答案】???,?2?

?1?3【解析】ax?3x?1?0?a?????,

?x?x323令t?13,依题意可知a??t?3t只有一个零点t0且t0?0, x3即y?a与g?t???t?3t只有一个在横轴正半轴的交点.

g??t???3t2?3可知g?t?在???,?1?,?1,???减,在??1,1?增,

g??1???2 作出图象可得只有a??2时,y?a与g?t???t3?3t只有一个在横轴正半轴的交点.

【点评】已知函数有零点(方程有根)求参数取值范围常用的方法

(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,画出函数的图像,然后数形结合求解. 变式3.复合函数的零点个数问题

例3:(1)已知函数y?f?x?和y?g?x?在??2,2?的图像如下,给出下列四个命题: ①方程f??g?x????0有且只有6个根 ②方程g??f?x????0有且只有3个根 ③方程

f??f?x????0有且只有5个根 ④方程g??g?x????0有且只有4个根

则正确命题的个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.4

【答案】B.

(2)若函数f(x)=x+ax+bx+c有极值点x1,x2,且f(x1)=x1,则关于x的方程3(f(x))+2af(x)+b=0的不同实根个数是( )

A.3 B.4 C.5 D.6 【答案】A

322


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