2019届高考数学大一轮复习第二章函数概念与基本初等函数Ⅰ2.8函数与方程函数的应用学案理北师大版.doc

2.8函数与方程最新考纲考情考向分析结合二次函数的图象，了解函数的零点与方程根的联系，判断一元二次方程根的存在性及根的个数.利用函数零点的存在性定理或函数的图象，对函数是否存在零点进行判断或利用零点(方程实根)的存在情况求相关参数的范围，是高考的热点，题型以选择、填空为主，也可和导数等知识交汇出现解答题，中高档难度.1函数的零点(1)函数零点的定义函数yf(x)的图像与横轴的交点的横坐标称为这个函数的零点(2)几个等价关系方程f(x)0有实数根函数yf(x)的图像与x轴有交点函数yf(x)有零点(3)函数零点的判定(零点存在性定理)若函数yf(x)在闭区间a，b上的图像是连续曲线，并且在区间端点的函数值符号相反，即f(a)f(b)0)的图像与零点的关系000)的图像与x轴的交点(x1,0)，(x2,0)(x1,0)无交点零点个数210知识拓展有关函数零点的结论(1)若连续不断的函数f(x)在定义域上是单调函数，则f(x)至多有一个零点(2)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(3)连续不断的函数图像通过零点时，函数值可能变号，也可能不变号题组一思考辨析1判断下列结论是否正确(请在括号中打“”或“”)(1)函数的零点就是函数的图像与x轴的交点()(2)函数yf(x)在区间(a，b)内有零点(函数图像连续不断)，则f(a)f(b)0.()(3)二次函数yax2bxc(a0)在b24ac0时没有零点()(4)f(x)x2，g(x)2x，h(x)log2x，当x(4，)时，恒有h(x)f(x)g(x)()题组二教材改编2函数f(x)ln x的零点所在的大致区间是()A(1,2) B(2,3)C.和(3,4) D(4，)答案B解析f(2)ln 210且函数f(x)的图像连续不断，f(x)为增函数，f(x)的零点在区间(2,3)内3函数f(x)ex3x的零点个数是 答案1解析由已知得f(x)ex30，所以f(x)在R上是增加的，又f(1)30，因此函数f(x)有且只有一个零点4函数f(x)x的零点个数为 答案1解析作函数y1和y2x的图像如图所示，由图像知函数f(x)有1个零点题组三易错自纠5已知函数f(x)x(x0)，g(x)xex，h(x)xln x的零点分别为x1，x2，x3，则()Ax1x2x3 Bx2x1x3Cx2x3x1 Dx3x11时，由f(x)1log2x0，解得x，又因为x1，所以此时方程无解综上函数f(x)只有1个零点7函数f(x)ax12a在区间(1,1)上存在一个零点，则实数a的取值范围是 答案解析函数f(x)的图像为直线，由题意可得f(1)f(1)0，(3a1)(1a)0，解得a1，实数a的取值范围是.题型一函数零点所在区间的判定1设f(x)ln xx2，则函数f(x)的零点所在的区间为()A(0,1) B(1,2) C(2,3) D(3,4)答案B解析f(1)ln 11210，f(1)f(2)0，函数f(x)ln xx2的图像是连续的，且为增函数，f(x)的零点所在的区间是(1,2)2若abc，则函数f(x)(xa)(xb)(xb)(xc)(xc)(xa)的两个零点分别位于区间()A(a，b)和(b，c)内 B(，a)和(a，b)内C(b，c)和(c，)内 D(，a)和(c，)答案A解析ab0，f(b)(bc)(ba)0，由函数零点存在性定理可知，在区间(a，b)，(b，c)内分别存在零点，又函数f(x)是二次函数，最多有两个零点因此函数f(x)的两个零点分别位于区间(a，b)，(b，c)内，故选A.3设函数y1x3与y2x2的图像的交点为(x0，y0)，若x0(n，n1)，nN，则x0所在的区间是 答案(1,2)解析令f(x)x3x2，则f(x0)0，易知f(x)为增函数，且f(1)0，x0所在的区间是(1,2)思维升华 确定函数零点所在区间的常用方法(1)利用函数零点存在性定理；(2)数形结合法题型二函数零点个数的判断典例 (1)函数f(x)的零点个数是 答案2解析当x0时，令x220，解得x(正根舍去)，所以在(，0上有一个零点；当x0时，f(x)20恒成立，所以f(x)在(0，)上是增函数又因为f(2)2ln 20，所以f(x)在(0，)上有一个零点，综上，函数f(x)的零点个数为2.(2)函数f(x)4cos2cos2sin x|ln(x1)|的零点个数为 答案2解析f(x)2(1cos x)sin x2sin x|ln(x1)|sin 2x|ln(x1)|，x1，函数f(x)的零点个数即为函数y1sin 2x(x1)与y2|ln(x1)|(x1)的图像的交点个数分别作出两个函数的图像，如图，可知有两个交点，则f(x)有两个零点思维升华 函数零点个数的判断方法(1)直接求零点；(2)利用零点存在性定理再结合函数的单调性确定零点个数；(3)利用函数图像的交点个数判断跟踪训练 (1)已知函数f(x)则函数g(x)f(1x)1的零点个数为()A1 B2 C3 D4答案C解析g(x)f(1x)1易知当x1时，函数g(x)有1个零点；当x0，即a210a90，解得a9.又由图像得a0，0a9.引申探究本例中，若f(x)a恰有四个互异的实数根，则a的取值范围是 答案解析作出y1|x23x|，y2a的图像如图所示当x时，y1；当x0或x3时，y10，由图像易知，当y1|x23x|和y2a的图像有四个交点时，0a1时，有交点，即函数g(x)f(x)xm有零点命题点3根据零点的范围求参数典例 若函数f(x)(m2)x2mx(2m1)的两个零点分别在区间(1,0)和区间(1,2)内，则m的取值范围是 答案解析依题意，结合函数f(x)的图像分析可知m需满足即解得m.思维升华 根据函数零点的情况求参数有三种常用方法(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，然后数形结合求解跟踪训练 (1)方程(a2x)2x有解，则a的最小值为 答案1解析若方程(a2x)2x有解，则2xa2x有解，即x2xa有解，因为x2x1，故a的最小值为1.(2)(2017福建漳州八校联考)已知函数f(x)若函数g(x)f(x)m有三个零点，则实数m的取值范围是 答案解析作出函数f(x)的图像如图所示当x0时，f(x)x2x2，若函数f(x)与ym的图像有三个不同的交点，则0)，则a2，其中t11，由基本不等式，得(t1)2，当且仅当t1时取等号，故a22.答案(1)(1,0)(2)(，221已知函数f(x)log2x，在下列区间中，包含f(x)零点的区间是()A(0,1) B(1,2)C(2,4) D(4，)答案C解析因为f(1)6log2160，f(2)3log2220，f(4)log240，所以函数f(x)的零点所在区间为(2,4)2已知a是函数f(x)2xx的零点，若0x00Cf(x0)0 Df(x0)的符号不确定答案C解析f(x)在(0，)上是增函数，若0x0a，则f(x0)f(a)0.3函数f(x)2xa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)答案C解析因为f(x)在(0，)上是增函数，则由题意得f(1)f(2)(0a)(3a)0，解得0a0时，xf(x)m，即xm，解得m2，即实数m的取值范围是(，12，)故选D.5(2017山东)已知当x0,1时，函数y(mx1)2的图像与ym的图像有且只有一个交点，则正实数m的取值范围是()A(0,12，) B(0,13，)C(0，2，) D(0，3，)答案B解析在同一直角坐标系中，分别作出函数f(x)(mx1)2m22与g(x)m的大致图像分两种情形：(1)当0m1时，1，如图，当x0,1时，f(x)与g(x)的图像有一个交点，符合题意(2)当m1时，01，如图，要使f(x)与g(x)的图像在0,1上只有一个交点，只需g(1)f(1)，即1m(m1)2，解得m3或m0(舍去)综上所述，m(0,13，)故选B.6已知f(x)则函数g(x)f(x)ex的零点个数为 答案2解析函数g(x)f(x)ex的零点个数即为函数yf(x)与yex的图像的交点个数作出函数图像可知有2个交点，即函数g(x)f(x)ex有2个零点7若函数f(x)x2axb的两个零点是2和3，则不等式af(2x)0的解集是 答案解析f(x)x2axb的两个零点是2,3.2,3是方程x2axb0的两根，由根与系数的关系知f(x)x2x6.不等式af(2x)0，即(4x22x6)02x2x3a)，函数g(x)f(x)b有两个零点，即函数yf(x)的图像与直线yb有两个交点，结合图像(图略)可得ah(a)，即aa2，解得a1，故a(，0)(1，)9定义在R上的奇函数f(x)满足：当x0时，f(x)2 015xlog2 015x，则在R上，函数f(x)零点的个数为 答案3解析因为函数f(x)为R上的奇函数，所以f(0)0，当x0时，f(x)2 015xlog2 015x在区间内存在一个零点，又f(x)为增函数，因此在(0，)内有且仅有一个零点根据对称性可知函数在(，0)内有且仅有一个零点，从而函数f(x)在R上的零点个数为3.10在平面直角坐标系xOy中，若直线y2a与函数y|xa|1的图像只有一个交点，则a的值为 答案解析函数y|xa|1的图像如图所示，因为直线y2a与函数y|xa|1的图像只有一个交点，故2a1，解得a.11设函数f(x)(x0)(1)作出函数f(x)的图像；(2)当0ab且f(a)f(b)时，求的值；(3)若方程f(x)m有两个不相等的正根，求m的取值范围解(1)如图所示(2)f(x)故f(x)在(0,1上是减函数，而在(1，)上是增函数由0ab且f(a)f(b)，得0a1b且11，2.(3)由函数f(x)的图像可知，当0m1时，方程f(x)m有两个不相等的正根12关于x的二次方程x2(m1)x10在区间0,2上有解，求实数m的取值范围解显然x0不是方程x2(m1)x10的解，01，设函数f(x)axx4的零点为m，函数g(x)logaxx4的零点为n，则的最小值为 答案1解析设F(x)ax，G(x)logax，h(x)4x，则h(x)与F(x)，G(x)的交点A，B横坐标分别为m，n(m0，n0)因为F(x)与G(x)关于直线yx对称，所以A，B两点关于直线yx对称又因为yx和h(x)4x交点的横坐标为2，所以mn4.又m0，n0，所以1.当且仅当，即mn2时等号成立所以的最小值为1.16已知