函数的零点问题
函数的零点问题
函数的零点问题函数的零点问题是数学中的重要概念,也是不少学生学习数学时比较困难的部分。
本文将对函数的零点问题进行深入阐述,包括其定义、求解方法和实际意义等方面的内容,希望对读者加深对这一概念的理解。
一、定义在数学中,函数的零点指的是函数图像与x轴交点的横坐标。
也就是说,对于函数f(x),它的零点是指f(x)=0的x值。
经常把求解函数零点问题转换为求解方程f(x)=0的根。
二、求解方法求解函数的零点,关键是求解方程f(x)=0的根。
对于一些形式简单的函数,可以通过手工计算求解;而对于形式复杂、无法手工求解的函数,可以借助计算机等工具进行数值求解。
1.手工计算法手工计算法求解函数零点问题,需要掌握函数的性质和一些基本的求解方法。
以下是几种常见的方法:(1)代数法对于一些形如ax+b=0的方程,可以通过一些基本的代数运算来求解。
比如:对于f(x)=2x-3,要求f(x)=0的解,就要解方程2x-3=0,得到x=3/2。
对于f(x)=x^2-4,要求f(x)=0的解,就要解方程x^2-4=0,得到x=±2。
对于f(x)=x^3+2x^2-x-2,设f(x)=(x-a)(x^2+bx+c),化简得到a=-1,b=1,c=-2,然后再利用求根公式进行求解。
(2)图像法对于一些简单的函数,可以通过画出函数图像来求解零点。
具体方法是,在坐标系中画出函数f(x)的图像,根据图像与x轴的交点所在的位置和数量来求解零点。
例如:对于f(x)=x^2-1,画出函数图像后可以看出函数有两个零点,即x=1和x=-1。
对于f(x)=sinx,画出函数图像后可以看出函数有无数个零点,它们分别在x=nπ(其中n为整数)处。
(3)因式分解法对于一些可以因式分解的函数,可以通过将其因式分解后再求解。
例如:对于f(x)=x^2-4x+3,将其因式分解为(x-1)(x-3),得到函数的两个零点分别为1和3。
对于f(x)=x^3-3x^2+2x,将其因式分解为x(x-1)(x-2),得到函数的三个零点分别为0、1和2。
高一函数零点题型归纳
高一函数零点题型归纳函数零点是高中数学中的一个重要概念,它涉及到函数的值、图像、单调性等多个方面。
以下是高一函数零点的一些常见题型及其解题方法:一、判断零点个数例题:函数f(x) = x^{2} - 2xf(x)=x2−2x在区间( - 3,3)(−3,3)内的零点个数为( )A.0 B.11 C.22 D.33解析:首先确定函数的对称轴为x = 1x=1,然后判断函数的开口方向为向上。
接下来,根据对称轴和区间端点的距离,可以确定函数在区间内的零点个数。
二、求函数的零点例题:函数f(x) = \log_{2}(x - 3)f(x)=log2(x−3)的零点是( )A.22 B.33 C.44 D.55解析:对数函数的零点即为使对数内部表达式等于1的x值。
因此,令x - 3 = 1x−3=1,解得x = 4x=4。
三、判断零点所在区间例题:函数f(x) = x^{3} - x^{2} - xf(x)=x3−x2−x在区间( - 1,2)(−1,2)内的一个零点所在的区间是( )A.(0,1)(0,1) B.(1,2)(1,2) C.( - 1,0)(−1,0) D.(0,2)(0,2)解析:先确定函数在给定区间端点的函数值,然后判断其正负性。
如果端点函数值异号,则该区间内必存在零点。
四、应用题中的零点问题例题:某商品的成本价为每件30元,售价不超过50元时,售价y(元)与售价的整数部分x 满足关系式:y = x + 20y=x+20,当成本价与售价相等时,每月最多可售出该商品____件。
解析:根据题意,当成本价与售价相等时,即30 = x + 2030=x+20,解得x = 10x=10。
由于售价的整数部分为10,则售价为30元。
再根据一次函数的性质,当斜率大于0时,函数单调递增,因此每月最多可售出该商品33件。
五、判断函数是否为同一函数(根据零点个数)例题:下列四个函数中与函数f(x) = \frac{1}{x}f(x)=x1表示同一函数的是( )A.y = \frac{x^{2}}{x}y=xx2B.y = \frac{1}{\sqrt{x}}y=x1C.y = \frac{1}{\log_{a}x}y=logax1D.y = \frac{e^{x}}{x}y=xex解析:根据函数的三要素(定义域、值域、对应关系),分别判断各选项是否与给定函数定义域相同、值域相同以及对应关系相同。
函数零点的题型总结
函数零点的题型总结例题及解析考点一函数零点存在性定理的应用【例1】已知函数f(x)=(12)x-13x,那么在下列区间中含有函数f(x)零点的是( )(A)(0,13) (B)(13,12)(C)(12,23) (D)(23,1)解析:f(0)=1>0,f(13)=(12)13-(13)13>0,F(12)=(12)12-(12)13<0,f(13)f(12)<0,所以函数f(x)在区间(13,12)内必有零点,选B.【跟踪训练1】已知函数f(x)=2x-log3x,在下列区间中包含f(x)零点的是( )(A)(0,1) (B)(1,2) (C)(2,3) (D)(3,4)解析:由题意,函数f(x)=2x-log3x为单调递减函数,且f(2)= 22-log32=1-log32>0,f(3)= 23-log33=-13<0,所以f(2)·f(3)<0,所以函数f(x)=2x-log3x在区间(2,3)上存在零点,故选C.【教师备用巩固训练1】设函数f(x)=ln (x+1)+a(x2-x),若f(x)在区间(0,+∞)上无零点,则实数a的取值范围是( )(A)[0,1] (B)[-1,0](C)[0,2] (D)[-1,1]解析:f(1)=ln 2>0,当a=-1时,f(2)=ln 3-2<0,所以f(x)在(1,2)上至少有一个零点,舍去B,D;当a=2时,f(12)=ln 32-12<0,所以f(x)在(12,1)上至少有一个零点,舍去C.因此选A.考点二函数零点的个数考查角度1:由函数解析式确定零点个数【例2】 (1)函数f(x)=xcos(x2-2x-3)在区间[-1,4]上的零点个数为( )(A)5 (B)4 (C)3 (D)2(2)已知f(x)=2xx +x-2x,则y=f(x)的零点个数是( )(A)4 (B)3 (C)2 (D)1解析:(1)由题意可知x=0或cos(x2-2x-3)=0,又x∈[-1,4],所以x2-2x-3=(x-1)2-4∈[-4,5],当cos(x2-2x-3)=0时,x2-2x-3=kπ+π2,k ∈Z,在相应的范围内,k只有-1,0,1三个值可取,所以总共有4个零点,故选B.解析:(2)令2xx +x-2x=0,化简得2|x|=2-x2,画出y=2|x|,y=2-x2的图象,由图可知,图象有两个交点,即函数 f(x)有两个零点.故选C.考查角度2:根据函数零点个数确定参数范围 【例3】 (1)已知函数f(x)= 24,1,ln 1,1,x x a x x x ⎧-+⎪⎨+≥⎪⎩<若方程f(x)=2有两个解,则实数a 的取值范围是( ) (A)(-∞,2) (B)(-∞,2] (C)(-∞,5) (D)(-∞,5] (2)已知函数f(x)= 3,2,1e ,20x xa x x a x x ⎧--≤-⎪⎪+⎨⎪--⎪⎩<<恰有3个零点,则实数a 的取值范围为( )(A)(-1e ,-13) (B)(-1e ,-21e) (C)[-23,-21e ) (D)[-23,-13)解析:(1)可知x ≥1时,f(x)=2必有一解,x=e,所以只需x<1时f(x)=2有一解即可,即x 2-4x+a=2有解,设g(x)=x 2-4x+a-2,由于该函数的对称轴为直线x=2,故只需g(1)=-3+a-2<0,即a<5,故实数a 的取值范围是(-∞,5).选C. 解析:(2)-1x x +-3a=-111x x +-+-3a=1x x +-1-3a,在(-∞,-2]上单调递减.若a≥0,则e x -a x在(-2,0)上递增,那么零点个数至多有一个,不符合题意,故a<0.故需f(x)当x ≤-2时,-1-3a>0,a<-13,且121-+-1-3a ≤0,a ≥-23,使得第一段有一个零点,故a ∈[-23,-13).对于第二段,e x -a x=e xx a x -,故需g(x)=xe x -a 在区间(-2,0)有两个零点,g ′(x)=(x+1)e x ,故g(x)在(-2,-1)上递减,在(-1,0)上递增,所以(2)0,(1)0,(0)0,g g g -⎧⎪-⎨⎪⎩><>解得-22e >a>-1e.综上所述,a ∈(-1e ,-13).故选A.【题组通关】1.若函数f(x)=|2x -4|-a 存在两个零点,且一个为正数,另一个为负数,则a 的取值范围为( C ) (A)(0,4) (B)(0,+∞)(C)(3,4) (D)(3,+∞)解析:如图,若f(x)=|2x -4|-a 存在两个零点,且一个为正数,另一个为负数,则a ∈(3,4),故选C.2.已知偶函数f(x)= 4log,04,(8),48,x x f x x ⎧≤⎪⎨-⎪⎩<<<且f(x-8)=f(x),则函数F(x)=f(x)-12x在区间[-2 018,2 018]的零点个数为( A )(A)2 020 (B)2 016 (C)1 010 (D)1 008解析:依题意,当4<x<8时,f(x)=f(8-x)对称轴为直线x=4,由f(x-8)=f(x)可知,函数f(x)的周期T=8. 令F(x)=0,可得f(x)=12x,求函数F(x)=f(x)-12x的零点个数,即求偶函数f(x)与函数y=12x图象交点个数,当0<x<8时,函数f(x)与函数y=12x图象有4个交点,2 018=252×8+2由f(2)=|log 42|=12>212=14知, 当0<x<2时函数f(x)与函数y=12x图象有2个交点.故函数F(x)的零点个数为(252×4+2)×2=2 020, 故选A.3.已知函数f(x)= 31,1,,1,x xx x ⎧≥⎪⎨⎪⎩<若关于x 的方程f(x)=k 有两个不同零点,则k 的取值范围是 . 解析:作出f(x)=31,1,,1x xx x ⎧≥⎪⎨⎪⎩<的函数图象如图所示.方程f(x)=k 有两个不同零点,即y=k 和f(x)= 31,1,1x x x x ⎧≥⎪⎨⎪⎩<的图象有两个交点,由图可得k 的取值范围是(0,1). 答案:(0,1)【教师备用 巩固训练2】 已知函数f(x)=32233,2,4(56),2,x x x x x x ⎧-+⎪⎨--+≥⎪⎩<则函数f(f(x))的零点个数为( ) (A)6 (B)7 (C)8 (D)9 解析:画出函数的图象,如图所示,令f(x)=t,因为f(f(x))=0则f(t)=0,由图象可知,f(t)=0有四个解,分别为t 1=2,t 2=3,-1<t 3<0,1<t 4<2, 由图象可知,当t 1=2时,f(x)=2有两个根,即函数f(f(x))有2个零点; 由图象可知,当t 2=3时,f(x)=3有一个根,即函数f(f(x))有1个零点;由图象可知,当-1<t 3<0时,f(x)=t 有三个根,即函数f(f(x))有3个零点;由图象可知,当1<t 4<2时,f(x)=t 有两个根,即函数f(f(x))有2个零点;综上所述,函数f(f(x))有8个零点. 考点三 函数零点的性质考查角度1:求零点的代数式的取值或取值范围 【例4】 (1)已知函数f(x)=122log ,022,0,x x x x x ⎧⎪⎨⎪++≤⎩>函数F(x)=f(x)-b 有四个不同的零点x 1,x 2,x 3,x 4,且满足:x 1<x 2<x 3<x 4,则43x x -2213232x x x x +的取值范围是( )(A)(2,+∞) (B)(174,25716] (C)[2,174) (D)[2,+∞) (2)已知函数f(x)是定义域为R 的偶函数,且满足f(12+x)=f(32-x),当x ∈[-1,0]时,f(x)=-x.若函数F(x)=f(x)+412x x +-,则在区间[-9,10]上的所有零点之和为 . 解析:(1)f(x)=122log ,0,22,0x x x x x ⎧⎪⎨⎪++≤⎩>=122log ,0,(11,0x x x x ⎧⎪⎨⎪++≤⎩>), 由二次函数的对称性可得x 1+x 2=-2,由12log x 3=-12log x 4可得x 3x 4=1,函数F(x)=f(x)-b 有四个不同的零点,等价于y=f(x)的图象与y=b 的图象有四个不同的交点,画出y=f(x)的图象与y=b 的图象,由图可得1<b ≤2,所以1<12log x 3≤2⇒x 3∈[14,12),所以43x x -2123()2x x x +=43x x +23x =231x+23x , 令t=23x ∈[116,14), 所以1t +t ∈(174,25716],故选B. 解析:(2)因为满足f(12+x)=f(32-x), 所以f(x)=f(2-x), 又因函数f(x)为偶函数,所以f(x)=f(-x)=f(2+x),即f(x)=f(2+x),所以T=2,令F(x)=0,f(x)=421x x +-,即求f(x)与y=421x x +-交点横坐标之和.y=421x x +-=12+9221x -, 作出图象如图所示.由图象可知有10个交点,并且关于(12,12)中心对称, 所以其和为102=5. 答案:(1)B (2)5考查角度2:隐性零点的性质 【例5】已知函数f(x)= ln(1),0,11,0,2x x x x +⎧⎪⎨+≤⎪⎩>若m<n,且f(m)=f(n),则n-m 的取值范围为( )(A)[3-2ln 2,2) (B)[3-2ln 2,2] (C)[e-1,2) (D)[e-1,2]解析:作出函数f(x)的图象,如图所示,若m<n,且f(m)=f(n),则当ln(x+1)=1时,得x+1=e,即x=e-1, 则满足0<n ≤e-1, -2<m ≤0,则ln(n+1)=12m+1,即m=2ln(n+1)-2,则n-m=n+2-2ln(n+1), 设h(n)=n+2-2ln(n+1),0<n ≤e-1,则h ′(n)=1-21n +=11n n -+, 当h ′(n)>0,解得1<n ≤e-1,当h ′(n)<0,解得0<n<1,当n=1时,函数h(n)取得最小值h(1)=1+2-2ln(1+1)=3-2ln 2,当n=0时,h(0)=2-2ln 1=2;当n=e-1时,h(e-1)=e-1+2-2ln(e-1+1)=e-1<2,所以3-2ln 2≤h(n)<2,即n-m的取值范围是[3-2ln 2,2),故选A.【题组通关】1.已知a>1,方程12e x+x-a=0与ln 2x+x-a=0的根分别为x1,x2,则21x+22x+2x1x2的取值范围为( A ) (A)(1,+∞) (B)(0,+∞)(C)(12,+∞) (D)(12,1)解析:方程12e x+x-a=0的根,即y=12e x与y=a-x图象交点的横坐标,方程ln 2x+x-a=0的根,即y=ln 2x与y=a-x图象交点的横坐标, 而y=12e x与y=ln 2x的图象关于直线y=x对称,如图所示.所以x1+x2=a,所以21x +22x +2x 1x 2=(x 1+x 2)2=a 2,又a>1,所以21x +22x +2x 1x 2>1,故选A2.已知函数f(x)= 42log ,04,1025,4,x x x x x ⎧≤⎪⎨-+⎪⎩<>若a,b,c,d 是互不相同的正数,且f(a)=f(b)=f(c)=f(d),则abcd 的取值范围是( A ) (A)(24,25) (B)(18,24) (C)(21,24) (D)(18,25)解析:由题意可知,ab=1,c+d=10,所以abcd=cd=c(10-c),4<c<5,所以取值范围是(24,25),故选A.考点四 函数零点的应用【例6】 (1)已知α,β分别满足α·e α=e 2,β(ln β-2)=e 4,则αβ的值为( )(A)e (B)e 2 (C)e 3 (D)e 4 (2)已知f(x)=9x-t ·3x,g(x)=2121x x -+,若存在实数a,b 同时满足g(a)+g(b)=0和f(a)+f(b)=0,则实数t 的取值范围是 . 解析:(1)因为α·e α=e 2,所以e α=2e α, 因为β(ln β-2)=e 4,所以ln β-2=4e β,所以ln β-ln e 2=4e β,所以ln 2e β=4e β=22e e β. 所以α,2e β分别是方程ex=2e x ,ln x=2e x的根,因为点(α,2e α)与点(2e β,4e β)关于直线y=x 对称, 所以α=4e β,所以αβ=e 4.故选D.解析:(2)因为g(-x)=2121x x ---+=1212xx-+=-2121x x -+=-g(x),所以函数g(x)为奇函数, 又g(a)+g(b)=0,所以a=-b. 所以f(a)+f(b)=f(a)+f(-a)=0有解, 即9a -t ·3a +9-a -t ·3-a =0有解, 即t=9933a a aa--++有解.令m=3a+3-a(m ≥2),则9933a aa a--++=22m m-=m-2m ,因为ϕ(m)=m-2m 在[2,+∞)上单调递增,所以ϕ(m)≥ϕ(2)=1.所以t ≥1.故实数t 的取值范围是[1,+∞). 答案:(1)D 答案:(2)[1,+∞)【跟踪训练2】函数f(x)的定义域为D,若满足:①f(x)在D 内是单调函数;②存在[a,b]⊆D 使得f(x)在[a,b]上的值域为[2a ,2b ],则称函数f(x)为“成功函数”.若函数f(x)=log m (m x +2t)(其中m>0,且m ≠1)是“成功函数”,则实数t 的取值范围为( ) (A)(0,+∞) (B)(-∞,18] (C)[18,14) (D)(0,18] 解析:无论m>1还是0<m<1,f(x)=log m (m x +2t)都是R 上的单调增函数,故应有(),2(),2a f a b f b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩则问题可转化为求f(x)=2x ,即f(x)=log m (m x +2t)=2x,即m x+2t=12x m在R上有两个不相等的实数根的问题,令λ=12x m (λ>0),则m x+2t=12x m可化为2t=λ-λ2=-(λ-12)2+14,结合图形可得t∈(0,18].故选D.。
高中数学-函数零点问题及例题解析
高中数学-函数零点问题及例题解析一、函数与方程基本知识点1、函数零点:(变号零点与不变号零点)(1)对于函数)(x f y =,我们把方程0)(=x f 的实数根叫函数)(x f y =的零点。
(2)方程0)(=x f 有实根⇔函数()y f x =的图像与x 轴有交点⇔函数()y f x =有零点。
若函数()f x 在区间[],a b 上的图像是连续的曲线,则0)()(<b f a f 是()f x 在区间(),a b 内有零点的充分不必要条件。
2、二分法:对于在区间[,]a b 上连续不断且()()0f a f b ⋅<的函数()y f x =,通过不断地把函数()y f x =的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点的近似值的方法叫做二分法; 二、函数与方程解题技巧零点是经常考察的重点,对此部分的做题方法总结如下:(一)函数零点的存在性定理指出:“如果函数)(x f y =在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且0)()(<b f a f ,那么,函数)(x f y =在区间(a,b )内有零点,即存在),(b a c ∈,使得0)(=c f ,这个c 也是方程0)(=x f 的根”。
根据函数零点的存在性定理判断函数在某个区间上是否有零点(或方程在某个区间上是否有根)时,一定要注意该定理是函数存在零点的充分不必要条件:如例、函数xx x f 2)1ln()(-+=的零点所在的大致区间是( ) (A )(0,1); (B )(1,2); (C ) (2,e ); (D )(3,4)。
分析:显然函数xx x f 2)1ln()(-+=在区间[1,2]上是连续函数,且0)1(<f ,0)2(>f ,所以由根的存在性定理可知,函数xx x f 2)1ln()(-+=的零点所在的大致区间是(1,2),选B(二)求解有关函数零点的个数(或方程根的个数)问题。
零点问题
函数零点问题:函数的零点是一个实数,即使()0=x f 成立的实数x ,也是函数()x f y =的图象与x 轴交点的横坐标.
对函数零点的判定一定要抓住两点:①函数()x f y =在区间[]b a ,上的图象是连续曲线,②在区间端点的函数值符号相反,即()()0<b f a f .
求函数的零点有两个方法,⑴代数法:求方程()0=x f 的实数根,⑵几何法:由公式不能直接求得,可以将它与函数的图象联系起来,函数的图象与x 轴交点的横坐标. 即使所求.
1.函数23)(2+-=x x x f 的零点是 ( )
A.()0,1 B.()0,2 C.()0,1,()0,2 D.1,2
2.函数()x
x x f 1+=的零点个数为 ( ) A.0 B.1 C.2 D.3
3函数()ln 26f x x x =+-的零点一定位于区间( ).
A. (1, 2)
B. (2 , 3)
C. (3, 4)
D. (4, 5)
4.函数2
()41f x x x =--+的零点为( )
A 、12-+
B 、12--
C 、12
-± D 、不存在 5.函数32()32f x x x x =-+的零点个数为( )
A 、0
B 、1
C 、2
D 、3。
零点问题的类型及解决方法
零点问题的类型及解决方法嘿,咱今儿就来唠唠这零点问题!你说啥是零点问题呀?简单来说,就好比你找一个函数图像和 x 轴交点的时候,那交点不就是零点嘛!零点问题那可是有好些类型呢!就像是不同脾气的小孩。
有的零点问题啊,就像个害羞的孩子,藏得可深了,得你费劲巴拉地去挖掘才能找到它。
还有的呢,就像个调皮鬼,东躲西藏的,让你好一通找。
那咋解决这些让人头疼的零点问题呢?别急呀!咱一个一个说。
比如说,咱可以用画图的办法呀!就像你要找个宝藏,先画个地图,心里不就有底了嘛。
把函数图像一画,零点在哪儿,那不是一目了然嘛!这就好比你在迷宫里有了指南针,一下子就能找到出路啦。
还有啊,代数方法也不错呀!通过各种计算,把零点给算出来。
这就像解谜题一样,一点点地分析,一点点地推导,最后谜底揭开,零点也就现身啦!你想想,那感觉是不是特棒?再或者,咱可以试着把复杂的问题简单化呀!就像你吃一大块肉,一下子咬不下去,那就切成小块嘛。
把复杂的函数拆分成几个简单的部分,分别去研究,不就容易多了嘛。
举个例子吧,有个函数长得特别复杂,一看就头大。
那咱就把它拆成几个小函数,一个一个地去研究它们的零点。
就好像你要打一个大怪兽,先把它的手脚打断,再慢慢收拾它,是不是就轻松多啦?有时候啊,解决零点问题就像爬山,看着那高高的山峰,心里直犯嘀咕,能上去吗?可只要你一步一步地往上爬,总会爬到山顶的呀!遇到难题别退缩,办法总比困难多嘛!咱可不能小瞧了这零点问题呀,它在好多地方都有用呢!比如在数学研究里,那可是重要得很呢!要是搞不清楚零点问题,好多难题都没法解决啦。
所以啊,咱得重视零点问题,学会怎么去解决它。
别觉得难就打退堂鼓,要像个勇士一样,勇敢地去面对!就像那句话说的,世上无难事,只怕有心人嘛!你说是不是?咱只要用心去钻研,就没有解决不了的零点问题!相信自己,一定能行!。
函数零点的题型归纳与解题技巧
函数零点的题型归纳与解题技巧函数零点是指函数取值为零的点,即f(x)=0的解。
在高中数学、大学数学以及各类数学竞赛中,函数零点常见的题型有很多种,这里我们将从题型归纳与解题技巧两方面进行探讨。
一、题型归纳1. 求解一元函数零点:例如求解f(x) = x^3-2x^2-x+2=0的零点。
2. 求解二元函数零点:例如求解f(x,y) = x^2+y^2-1=0的零点。
3. 求解多项式方程零点:例如求解f(x) = x^3-x^2+2x-2=0的零点。
4. 求解参数方程零点:例如求解x(t) = t^2-t+2,y(t) =t^3-t^2+2t-2,求解当f(x,y)=0时对应的参数t。
5. 利用零点求解函数的性质:例如已知f(x)的零点及其性质,求解f'(x)或f''(x)的零点。
6. 证明存在或不存在零点:例如证明函数f(x)在区间(a,b)上存在唯一零点。
二、解题技巧1. 分类讨论:对于不同的函数类型,采用不同的方法求解零点。
例如线性函数、二次函数、三次函数、对数函数等,都有相应的求解方法。
2. 利用代数方法:通过代数运算,将原方程转化为容易求解的方程。
例如将原方程化为因式分解的形式,利用韦达定理等。
3. 利用几何方法:将方程与几何图形进行关联,求解图形的相交点即为零点。
例如将方程与直线、圆、椭圆、抛物线等几何图形关联起来。
4. 利用数学分析方法:利用微积分知识,如导数、二分法、牛顿法等,求解零点。
例如,求解f'(x)=0的零点,可以找到函数的拐点;二分法则多用于求解逼近零点。
5. 利用数值方法:通过计算机进行数值逼近求解零点。
例如求解非线性方程组零点时,可以采用牛顿法、拟牛顿法等。
6. 利用泰勒展开:对于非常复杂的函数,可以考虑将其在某一点附近进行泰勒展开,将高次函数近似为低次函数(如线性、二次),再求解零点。
7. 利用解析几何方法:通过解析几何知识,求解平面或空间上的几何问题。
函数零点的7种问题及解法
函数零点的7种问题及解法1.若x0是方程lgx+x=2的解,则x0属于区间()a.(0,1) b.(1,1.25)c.(1.25,1.75) d.(1.75,2)解析:设f(x)=lg x +x-2,则f(1.75)=f74=lg 74-,f(2)=lg 20.答案:d2.函数f(x)=x2+2x-3,x0,-2+lnx,x0的零点个数为()a.0个 b.1个 c.2个 d.3个解析::x0时由x2+2x-3=0x=-3;x0时由-2+lnx=0x=e2.答案:c3.设函数f(x)=x2-x+a(a0),若f(m)0,则()a.f(m-1)0b.f(m-1)0c.f(m-1)=0d.f(m-1)与0的'大小不能确定解析:融合图象极易推论.答案:a4.函数f(x)=ex+x-2的零点所在的一个区间就是()a.(-2,-1) b. (-1,0)c. (0,1) d.(1,2)解析:因为f(0)=-10,f(1)=e-10,所以零点在区间(0,1)上,选c.答案:c5.函数f(x)=4x-2x+1-3的零点是________解析:由4x-2x+1-3=0(2x+1)(2x-3)=02x=3, x=log23.答案:log236.函数f(x)=(x-1)(x2-3x+1)的零点就是__________.解析:利用定义可求解.答案:1,7.若函数y=x2-ax+2有一个零点为1,则a等于__________.解析:由零点定义可以解.答案:38.未知函数f(x)=logax+x-b(a0且a1),当时,函数f(x)的零点为x0(n,n+1)(nn*),则n=________.解析:根据f(2)=loga2+2-blogaa+2-3=0,f(3)=loga3+3-blogaa+3-4=0,x0(2,3),故n=2.答案:29.证明:方程x2x=1至少有一个小于1的正根.证明:令f(x)=x2x-1,则f(x)在区间(-,+)上的图象是一条连续不断的曲线.当x=0时,f(x)=-10.当x=1时,f(x)=10.f(0)f(1)0,故在(0,1)内至少有一个x0,当x=x0时,f(x)=0.即至少有一个x0,满足01,且f(x0)=0,故方程x2x=1至少有一个小于1的正根.。
函数零点的题型总结
【题组通关】
1.已知a>1,方程 ex+x-a=0与ln 2x+x-a=0的根分别为x1,x2,则 + +2x1x2的取值范围为( A )
(A)(1,+∞)(B)(0,+∞)
(C)( ,+∞)(D)( ,1)
解析:方程 ex+x-a=0的根,即y= ex与y=a-x图象交点的横坐标,
方程ln 2x+x-a=0的根,即y=ln 2x与y=a-x图象交点的横坐标,
(A)(24,25)(B)(18,24)
(C)(21,24)(D)(18,25)
解析:由题意可知,ab=1,c+d=10,所以abcd=cd=c(10-c),4<c<5,所以取值范围是(24,25),故选A.
考点四 函数零点的应用
【例6】 (1)已知α,β分别满足α·eα=e2,β(ln β-2)=e4,则αβ的值为( )
所以函数f(x)在区间( , )内必有零点,选B.
利用方程根的存在性定理判断函数零点所在区间的步骤:①先移项使方程右边为零,再令方程左边为函数 f(x);②求区间(a,b)两端点的函数值f(a),f(b);③若函数在该区间上连续且f(a)·f(b)<0,则方程在该区间内必有根.
专题13 函数的零点的问题(解析版)
专题13 函数的零点的问题一、题型选讲题型一 函数零点问题中参数的范围已知函数零点的个数,确定参数的取值范围,常用的方法和思路:(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,解法2就是此法.它的本质就是将函数转化为一个静函数与一个动函数的图像的交点问题来加以处理,这样就可以通过这种动静结合来方便地研究问题.(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. 例1、(2018南通、扬州、淮安、宿迁、泰州、徐州六市二调)设函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧e -x -12,x>0,x 3-3mx -2,x ≤0(其中e 为自然对数的底数)有3个不同的零点,则实数m 的取值范围是________.例2、(2018扬州期末)已知函数f(x)=e x ,g(x)=ax +b ,a ,b ∈R . 若对任意实数a ,函数F (x )=f (x )-g (x )在(0,+∞)上总有零点,求实数b 的取值范围.例3、(2019苏州期末)已知函数f(x)=ax 3+bx 2-4a(a ,b ∈R ).(1) 当a =b =1时,求f (x )的单调增区间;(2) 当a ≠0时,若函数f (x )恰有两个不同的零点,求ba 的值;题型二 函数零点个数证明与讨论函数的零点:有“零点存在性定理”作为理论基础,可通过区间端点值的符号和函数的单调性确定是否存在零点。
例4、(2017南通一调)已知函数f (x )=ax 2-x -ln x ,a ∈R .(1) 当a =38时,求函数f (x )的最小值;(2) 若-1≤a ≤0,证明:函数f (x )有且只有一个零点; (3) 若函数f (x )有两个零点,求实数a 的取值范围.例5、(2016南通一调)已知函数f (x )=a +x ln x (a ∈R ).(1) 求f (x )的单调区间;(2) 试求f (x )的零点个数,并证明你的结论.题型三 函数零点问题的不等式的证明函数的零点,方程的根,两图像的交点这三者各有特点,且能相互转化,在解决有关根的问题以及已知根的个数求参数范围以及证明零点方面的不等问题时,这些问题时要用到这三者的灵活转化。
数学中的零点问题及其应用
数学中的零点问题及其应用数学中的零点问题是指寻找函数的根或解的过程,即求解方程f(x)=0的问题。
解决零点问题在数学和实际应用中具有重要的意义。
本文将介绍数学中的零点问题及其应用,并且给出一些实际例子来说明这些应用。
一、零点问题的定义在数学中,零点问题是指寻找一个函数在定义域内使函数值等于零的解,或者说求解方程f(x)=0的过程。
根据函数的不同类型,零点问题可以分为代数方程的零点问题和连续函数的零点问题。
对于代数方程的零点问题,我们通常使用代数方法进行求解,例如二次方程可以使用求根公式,三次方程可以使用卡丹公式等。
而对于高次方程,一般需要借助数值方法进行求解,如二分法、牛顿迭代法等。
对于连续函数的零点问题,我们通常使用数值方法进行求解,如二分法、牛顿迭代法、割线法等。
这些方法可以通过逼近的方式来寻找函数的零点。
二、零点问题的应用数学中的零点问题在实际应用中有许多重要的应用。
下面我们分别介绍一些常见的应用。
1. 物理学中的零点问题物理学中的许多问题可以转化为数学中的零点问题来求解。
例如,质点在重力作用下的运动可以通过求解质点的运动方程来得到。
而质点的运动方程通常可以表示为一个函数,通过求解这个函数的零点,我们可以得到质点的运动过程中的关键时刻和位置。
2. 经济学中的零点问题经济学中的许多问题也可以转化为数学中的零点问题来求解。
例如,经济学家常常使用需求曲线和供给曲线来描述市场的供需关系。
通过求解供需曲线的交点,我们可以得到市场均衡时的价格和数量。
3. 工程学中的零点问题工程学中的许多问题也需要求解函数的零点来得到解。
例如,电路工程中常常需要求解电路中电流和电压的关系。
通过求解电路方程的零点,我们可以得到电路中的稳定工作状态。
4. 计算机科学中的零点问题在计算机科学中,零点问题也有广泛的应用。
例如,图像处理中的图像分割问题可以转化为求解某种特定函数的零点来实现。
另一个例子是机器学习中的参数估计问题,通过求解似然函数的零点,我们可以得到模型的最优参数。
高中数学-函数的零点问题及例题分析
高中数学-函数的零点问题及例题分析1. 引言函数是数学中一个非常重要的概念,它在数学和实际问题中发挥着重要的作用。
函数的零点问题是函数中一个常见且重要的问题,它与方程的解有着紧密的联系。
本文将介绍函数的零点问题,并通过一些例题分析来加深理解。
2. 函数的定义与性质回顾函数是一个将一个集合的元素映射到另一个集合的元素的规则。
函数通常用符号表示,如$f(x)$,其中$x$是自变量,$f(x)$是对应的函数值。
函数的零点指的是函数取零值的点,即满足$f(x)=0$的$x$值。
函数的零点问题与方程的解问题紧密相关。
对于一元函数,函数的零点就是方程$f(x)=0$的解。
因此,解方程可以转化为求函数的零点。
函数的零点可以通过图像、图表或数值计算等方法来确定。
下面将通过几个例题来进一步分析。
3. 例题分析3.1 例题一已知函数$f(x)=2x^2-3x+1$,求函数$f(x)$的零点。
解析:要求函数$f(x)$的零点,即求解方程$2x^2-3x+1=0$。
我们可以使用配方法、求根公式或因式分解等方法来解这个二次方程,最终可以得到$x=1$和$x=\frac{1}{2}$两个解。
3.2 例题二已知函数$g(x)=\sqrt{x+3}-2$,求函数$g(x)$的零点。
解析:要求函数$g(x)$的零点,即求解方程$\sqrt{x+3}-2=0$。
为了消除平方根,我们可以将方程两边平方,得到$x+3=4$,然后解得$x=1$。
因此,函数$g(x)$的零点为$x=1$。
3.3 例题三已知函数$h(x)=\frac{1}{x-2}$,求函数$h(x)$的零点。
解析:函数$h(x)$在$x=2$处不存在定义,因此不存在零点。
4. 总结本文介绍了函数的零点问题及其与方程的解之间的联系。
函数的零点是函数取零值的点,可以通过解相应的方程来求得。
通过例题分析,我们进一步了解了求函数零点的具体方法。
在实际问题中,函数的零点问题有时对于确定某个变量的取值非常重要,因此对于函数的零点问题的理解和掌握是非常有益的。
函数的零点个数问题、隐零点及零点赋值问题(学生版)-高中数学
函数的零点个数问题、隐零点及零点赋值问题函数与导数一直是高考中的热点与难点,函数的零点个数问题、隐零点及零点赋值问题是近年高考的热点及难点,特别是隐零点及零点赋值经常成为导数压轴的法宝.(一)确定函数零点个数1.研究函数零点的技巧用导数研究函数的零点,一方面用导数判断函数的单调性,借助零点存在性定理判断;另一方面,也可将零点问题转化为函数图象的交点问题,利用数形结合来解决.对于函数零点个数问题,可利用函数的值域或最值,结合函数的单调性、草图确定其中参数范围.从图象的最高点、最低点,分析函数的最值、极值;从图象的对称性,分析函数的奇偶性;从图象的走向趋势,分析函数的单调性、周期性等.但需注意探求与论证之间区别,论证是充要关系,要充分利用零点存在定理及函数单调性严格说明函数零点个数.2.判断函数零点个数的常用方法(1)直接研究函数,求出极值以及最值,画出草图.函数零点的个数问题即是函数图象与x轴交点的个数问题.(2)分离出参数,转化为a=g(x),根据导数的知识求出函数g(x)在某区间的单调性,求出极值以及最值,画出草图.函数零点的个数问题即是直线y=a与函数y=g(x)图象交点的个数问题.只需要用a与函数g(x)的极值和最值进行比较即可.3. 处理函数y=f(x)与y=g(x)图像的交点问题的常用方法(1)数形结合,即分别作出两函数的图像,观察交点情况;(2)将函数交点问题转化为方程f(x)=g(x)根的个数问题,也通过构造函数y=f(x)-g(x),把交点个数问题转化为利用导数研究函数的单调性及极值,并作出草图,根据草图确定根的情况.4.找点时若函数有多项有时可以通过恒等变形或放缩进行并项,有时有界函数可以放缩成常数,构造函数时合理分离参数,避开分母为0的情况.1(2024届河南省湘豫名校联考高三下学期考前保温卷数)已知函数f x =ax2e xa≠0,a∈R.(1)求f x 的极大值;(2)若a=1,求g x =f x -cos x在区间-π2,2024π上的零点个数.(二)根据函数零点个数确定参数取值范围根据函数零点个数确定参数范围的两种方法1.直接法:根据零点个数求参数范围,通常先确定函数的单调性,根据单调性写出极值及相关端点值的范围,然后根据极值及端点值的正负建立不等式或不等式组求参数取值范围;2.分离参数法:首先分离出参数,然后利用求导的方法求出构造的新函数的最值,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,分离参数法适用条件:(1)参数能够分类出来;(2)分离以后构造的新函数,性质比较容易确定.2(2024届天津市民族中学高三下学期5月模拟)已知函数f x =ln x+2(1)求曲线y=f x 在x=-1处的切线方程;(2)求证:e x≥x+1;(3)函数h x =f x -a x+2有且只有两个零点,求a的取值范围.(三)零点存在性赋值理论及应用1.确定零点是否存在或函数有几个零点,作为客观题常转化为图象交点问题,作为解答题一般不提倡利用图象求解,而是利用函数单调性及零点赋值理论.函数赋值是近年高考的一个热点, 赋值之所以“热”, 是因为它涉及到函数领域的方方面面:讨论函数零点的个数(包括零点的存在性, 唯一性);求含参函数的极值或最值;证明一类超越不等式;求解某些特殊的超越方程或超越不等式以及各种题型中的参数取值范围等,零点赋值基本模式是已知f(a)的符号,探求赋值点m(假定m<a)使得f(m)与f(a)异号,则在(m,a)上存在零点.2.赋值点遴选要领:遴选赋值点须做到三个确保:确保参数能取到它的一切值;确保赋值点x0落在规定区间内;确保运算可行三个优先:(1)优先常数赋值点;(2)优先借助已有极值求赋值点;(3)优先简单运算.3.有时赋值点无法确定,可以先对解析式进行放缩,再根据不等式的解确定赋值点(见例2解法),放缩法的难度在于“度”的掌握,难度比较大.3(2024届山东省烟台招远市高考三模)已知函数f x =x+ae x a∈R.(1)讨论函数f x 的单调性;(2)当a=3时,若方程xf x -x +f x -xf x=m+1有三个不等的实根,求实数m的取值范围.(四)隐零点问题1.函数零点按是否可求精确解可以分为两类:一类是数值上能精确求解的,称之为“显零点”;另一类是能够判断其存在但无法直接表示的,称之为“隐零点”.2.利用导数求函数的最值或单调区间,常常会把最值问题转化为求导函数的零点问题,若导数零点存在,但无法求出,我们可以设其为x 0,再利用导函数的单调性确定x 0所在区间,最后根据fx 0 =0,研究f x 0 ,我们把这类问题称为隐零点问题. 注意若f (x )中含有参数a ,关系式f '(x 0)=0是关于x 0,a 的关系式,确定x 0的合适范围,往往和a 的范围有关.4(2024届四川省成都市实验外国语学校教育集团高三下学期联考)已知函数f x =e x ,g x =ln x .(1)若函数h x =ag x -1 -x +1x -1,a ∈R ,讨论函数h x 的单调性;(2)证明:142x -1 f 2x -f x >2g x -2.(参考数据:e 45≈2.23,e 12≈1.65)1(2024届山西省晋中市平遥县高考冲刺调研)已知函数f x =ln x+sin x+sin π10.(1)求函数f x 在区间1,e上的最小值;(2)判断函数f x 的零点个数,并证明.2(2024届江西省九江市高三三模)已知函数f x =e ax+e-ax(a∈R,且a≠0).(1)讨论f x 的单调性;(2)若方程f x =x+x-1有三个不同的实数解,求a的取值范围.3(2024届重庆市第一中学校高三下学期模拟预测)已知函数f(x)=a(ln x+1)+1x3(a>0).(1)求证:1+x ln x>0;(2)若x1,x2是f(x)的两个相异零点,求证:x2-x1<1-1 a.4(2022高考全国卷乙理)已知函数f x =ln1+x+axe-x (1)当a=1时,求曲线y=f x 在点0,f0处的切线方程;(2)若f x在区间-1,0,0,+∞各恰有一个零点,求a取值范围.5(2024届辽宁省凤城市高三下学期考试)已知函数f x =xe x -1-ln x -x .(1)求函数f x 的最小值;(2)求证:e f x +x >e x -e -1 ln x -12.6(2024届湖南省长沙市第一中学高考最后一卷)已知函数f x =xe x-1,g x =ln x-mx,m∈R.(1)求f x 的最小值;(2)设函数h x =f x -g x ,讨论h x 零点的个数.7(2024届河南省信阳市高三下学期三模)已知函数f x =ax-ln1-x.a∈R(1)若f x ≥0恒成立,求a的值;(2)若f x 有两个不同的零点x1,x2,且x2-x1>e-1,求a的取值范围.8(2024届江西省吉安市六校协作体高三下学期5月联考)已知函数f x =e x-1-ax-a a∈R.(1)当a=2时,求曲线y=f x 在x=1处的切线方程;(2)若函数f x 有2个零点,求a的取值范围.9(2024届广东省茂名市高州市高三第一次模拟)设函数f x =e x+a sin x,x∈0,+∞.(1)当a=-1时,f x ≥bx+1在0,+∞上恒成立,求实数b的取值范围;(2)若a>0,f x 在0,+∞上存在零点,求实数a的取值范围.10(2024届河北省张家口市高三下学期第三次模)已知函数f(x)=ln x+5x-4.(1)求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;-2.(2)证明:f(x)>-35x11(2024届上海市格致中学高三下学期三模)已知f x =e x-ax-1,a∈R,e是自然对数的底数.(1)当a=1时,求函数y=f x 的极值;(2)若关于x的方程f x +1=0有两个不等实根,求a的取值范围;(3)当a>0时,若满足f x1,求证:x1+x2<2ln a.=f x2x1<x212(2024届河南师范大学附属中学高三下学期最后一卷)函数f (x )=e λx -4sin x +λ-2的图象在x =0处的切线为y =ax -a -3,a ∈R .(1)求λ的值;(2)求f (x )在(0,+∞)上零点的个数.13(2024年天津高考数学真题)设函数f x =x ln x .(1)求f x 图象上点1,f 1 处的切线方程;(2)若f x ≥a x -x 在x ∈0,+∞ 时恒成立,求a 的值;(3)若x 1,x 2∈0,1 ,证明f x 1 -f x 2 ≤x 1-x 2 12.14(2024届河北省高三学生全过程纵向评价六)已知函数f x =axe x,g x =sin x+cos x.(1)当a=1时,求f x 的极值;(2)当x∈0,π时,f x ≤g x 恒成立,求a的取值范围.15(2024届四川省绵阳南山中学2高三下学期高考仿真练)已知函数f x =a ln x-1x+x a∈R.(1)讨论f x 的零点个数;(2)若关于x的不等式f x ≤2x-2e在0,+∞上恒成立,求a的取值范围.16(2024届四川省成都石室中学高三下学期高考适应性考试)设f x =(a2-1)e x+sin x-3(1)当a=2,求函数f(x)的零点个数.(2)函数h(x)=f(x)-sin x-x2+2ax+2,若对任意x≥0,恒有h(x)>0,求实数a的取值范围17(2023届云南省保山市高三上学期期末质量监测)已知函数f x =2ax-sin x.(1)当a=1时,求曲线y=f x 在点0,f0处的切线方程;(2)当x>0时,f x ≥ax cos x恒成立,求实数a的取值范围.18(2024届广东省揭阳市高三上学期开学考试)已知函数f x =2ln x-12mx2+1m∈R.(1)当m=1时,证明:f x <1;(2)若关于x的不等式f x <m-2x恒成立,求整数m的最小值.19(2023届黑龙江省哈尔滨市高三月考)设函数f x =x3-3ax2+3b2x(1)若a=1,b=0,求曲线y=f x 在点处的切线方程;(2)若,不等式对任意恒成立,求整数k的最大值.20(2023届江苏省连云港市高三学情检测)已知函数.(1)判断函数f x 零点的个数,并证明;(2)证明:.。
函数的零点练习题
函数的零点(一)练习1、函数()⎩⎨⎧>+-≤-=1,341,442x x x x x x f 的图象和函数()x x g 2log =的图象的交点个数是A.4B.3C.2D.12、函数12log )(2-+=x x x f 的零点必落在区间( ) A.⎪⎭⎫ ⎝⎛41,81 B.⎪⎭⎫ ⎝⎛21,41 C.⎪⎭⎫ ⎝⎛1,21 D.(1,2)3、数()f x 的零点与()422x g x x =+-的零点之差的绝对值不超过0.25, 则()f x 可以是()A. ()41f x x =-B. ()2(1)f x x =-C. ()1x f x e =-D.)21ln()(-=x x f 4.若0x 是方程31)21(x x =的解,则0x 属于区间( )A .⎪⎭⎫ ⎝⎛1,32 .B .⎪⎭⎫ ⎝⎛32,21 .C .⎪⎭⎫ ⎝⎛21,31D .⎪⎭⎫ ⎝⎛31,0 5.若0x 是方程式lg 2x x +=的解,则0x 属于区间( )A .(0,1).B .(1,1.25).C .(1.25,1.75)D .(1.75,2)6.函数()x x f x 32+=的零点所在的一个区间是( ) A .()1,2--B .()0,1-C .()1,0D .()2,17.函数()2-+=x e x f x 的零点所在的一个区间是( ) A .()1,2--B .()0,1-C .()1,0D .()2,18.设函数,)12sin(4)(x x x f -+=则在下列区间中函数)(x f 不存在零点的是A .[]2,4--B .[]0,2-C .[]2,0D .[]4,29.已知0x 是函数()x x f x -+=112的一个零点,若()01,1x x ∈,()+∞∈,02x x ,则A .()01<x f ,()02<x fB .()01<x f ,()02>x fC .()01>x f ,()02<x fD .()01>x f ,()02>x f10.函数2441()431x x f x x x x -⎧=⎨-+>⎩, ≤,,的图象和函数2()log g x x =的图象的交点个数是( )A .4B .3C .2D .111.函数()⎩⎨⎧>+-≤-+=0,ln 20,322x x x x x x f 的零点个数为( ) A .0 B .1 C .2 D .312、函数f(x)=x —cosx 在[0,+∞)内 ( )(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13.设m ,k 为整数,方程220mx kx -+=在区间(0,1)内有两个不同的根,则m+k 的最小值为(A )-8 (B )8 (C)12 (D) 1314、若函数a x a x f x --=)( (0>a 且1≠a )有两个零点,则实数a 的取值范围 是15、方程 96370x x -•-=的解是..16、已知函数)(x f y =和)(x g y =在]2,2[-的图象如下所示:给出下列四个命题:①方程0)]([=x g f 有且仅有6个根 ②方程0)]([=x f g 有且仅有3个根③方程0)]([=x f f 有且仅有5个根 ④方程0)]([=x g g 有且仅有4个根 其中正确的命题是.(将所有正确的命题序号填在横线上).17、已知定义在R 上的奇函数)(x f ,满足(4)()f x f x -=-,且在区间[0,2]上是增函数,若方程)0()(>=m m x f 在区间[]8,8-上有四个不同的根1234,,,x x x x ,则1234_________.x x x x +++=18.已知函数32,2()(1),2x f x xx x ⎧≥⎪=⎨⎪-<⎩若关于x 的方程f(x)=k 有两个不同的实根,则数k 的取值范围是_______19.方程223x x -+=的实数解的个数为.20.若函数()a x a x f x --=()1.0≠>a a 有两个零点,则实数a 的取值范围是。
函数零点问题的题型归类及解题策略
函数零点问题的题型归类及解题策略一、函数零点问题的题型归类在数学中,函数零点问题是一个常见的题型,通常是要求求出一个函数的零点或根。
根据不同的函数形式和解法,可以将这些题型分为以下几类:1. 多项式函数的零点问题:多项式函数是指由一系列单项式相加或相减而成的函数,例如f(x) = 2x^3 - 3x^2 + 4x - 5就是一个三次多项式函数。
对于多项式函数而言,求解它的零点通常使用因式分解、配方法、牛顿迭代法等方法。
2. 三角函数的零点问题:三角函数包括正弦、余弦、正切等等,例如f(x) = sin(x) - x就是一个三角函数。
对于三角函数而言,求解它的零点通常使用周期性、奇偶性等特征来进行简化。
3. 指数和对数函数的零点问题:指数和对数函数包括指数、自然对数等等,例如f(x) = e^x - x就是一个指数和对数函数。
对于指数和对数函数而言,求解它们的零点通常需要使用到特殊技巧如换底公式、取对数等方法。
4. 分段定义的复合函数的零点问题:分段定义的复合函数是指一个函数在不同的区间内采用不同的定义方式,例如f(x) = {x^2 + 1, x < 0; x - 1, x >= 0}就是一个分段定义的复合函数。
对于这类函数,求解它们的零点通常需要将其分成不同的部分进行讨论。
二、解题策略针对以上不同类型的函数零点问题,我们可以采用以下几种解题策略:1. 因式分解法因式分解法是一种常见的求多项式函数零点的方法。
对于一个多项式函数f(x),我们可以先将其进行因式分解,然后再求出每个因子的零点。
例如f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x可以写成f(x) = x(x-1)(x-2),然后再求出每个因子的零点即可得到f(x)在实数范围内所有的零点。
2. 配方法配方法也是一种常见的求多项式函数零点的方法。
对于一个二次或三次多项式函数,我们可以通过配方将其转化为完全平方或完全立方形式,然后再根据完全平方或完全立方公式来求解它们的零点。
函数零点的求法
函数零点的求法
函数零点指函数图像在坐标系上经过的横坐标,即函数值为零。
函数零点的常见求法有以下几种:
1、直接求法:
采用比较直接的方式,例如给定函数f(x),则将其写成f(x)=0的形式,再解这个一元二次方程,得出其零点的坐标。
2、移动点法:
采用移动点的思想,即比较函数在两个点(x_1,f(x_1))和
(x_2,f(x_2))的函数值,如果其中一个点的函数值f(x)大于零,而另一个点的函数值f(x)小于零,那么就说明这两点之间存在零点。
3、导数法:
函数零点也可以利用函数的导数求解,即求解函数的导数f'(x)=0。
如果满足该条件,则x就是函数的零点坐标。
4、图像法:
可以根据函数图像,定义一定的拐点,然后计算函数在这些拐点处的函数值,如果函数值等于零,那么该拐点就是函数的零点坐标。
求函数零点的四种解题方法
求函数零点的四种解题方法在代数学中,函数的零点是使得函数值为零的输入值。
求解函数的零点是数学中常见的问题之一、以下将介绍四种常用的方法来求解函数的零点。
方法一:图像法图像法是一种常用的直观方法,在解决函数零点问题时非常有用。
它主要通过绘制函数图像来确定函数零点的位置。
具体步骤如下:1.首先,根据函数的定义确定函数的定义域和值域。
2.使用合适的比例和区间,在坐标轴上绘制函数的图像。
3.根据图像的形状和变化,使用直观的方法估计函数的零点的位置。
4.根据估计的位置,使用更精确的方法来求解函数的零点。
图像法的优点是直观、易于理解,在初步估计函数零点的位置时非常有用。
然而,它对于精确求解函数的零点并不总是有效,需要进一步使用其他方法来提高精度。
方法二:因数分解法因数分解法是一种常见的方法,适用于多项式函数(特别是一次、二次和三次多项式函数)。
它的基本思想是将多项式函数分解为两个或更多个因式相乘的形式,然后根据因式为零的性质来求解函数的零点。
具体步骤如下:1.将多项式函数表示为二项式或多项式的乘积。
2.令每个因式为零,解得每个因式的解。
3.将解代入原多项式函数,验证是否为零点。
因数分解法通常适用于可因式分解的多项式函数。
然而,对于高次多项式函数,因数分解法可能不太实用,因为需要找到合适的因式分解形式。
方法三:代入法代入法是一种常用的方法,适用于无法通过因数分解或图像法求解函数的零点。
具体步骤如下:1.首先,从函数的定义出发,选择一个合适的变量替换,将原函数转化为一个新的函数。
2.将新函数设置为零,并求解变量的值。
3.将求解得到的变量值代回原函数,验证是否为零点。
在实际应用中,选择合适的变量代换往往是关键。
代入法通常适用于复杂函数的求解,但也可能需要使用其他数值或近似方法来解决问题。
方法四:数值法数值法是一类通过数值计算来解决函数零点问题的方法。
它主要通过数值逼近的原理和算法,以迭代的方式逐步求解函数的零点。
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函数零点问题
一、 基础知识回顾
1.函数零点概念
对函数()y f x =,把使()0f x =的实数x 叫做函数()y f x =的零点. 同时我们还要知道函数零点、方程的根和函数图像的关系:
函数()()()y F x f x g x ==-有零点 ()()()0F x f x g x =-=有实数根
()()12,y f x y g x ==图像有交点.
2.零点存在性定理:如果函数()y f x =在区间[]a,b 上的图象是连续不断一条曲线,并且有()()0f a f b ⋅<,那么,函数()y f x =在区间()a,b 内有零点.即存在()c a,b ∈,使得()0f c =,这个c 也就是方程()0f x =的根.
3.几种基本函数的图像:一元一次函数、二元一次函数、三元一次函数图像、指数函数、对数函数和幂函数图像。
二、 典型例题
1.求一元二次函数(方程)的未知参数问题
例1. 若关于x 的方程x 2
+mx+1=0有两个不相等的实数根,则实数m 的取值范围是()。
A.(-1,1)
B.(-2,2)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞)
D.(-∞,-1)∪(1,+∞)
解:关于一元二次方程解的根的个数情况,一般都是直接判断∆值的情况:
当0∆>,方程有两个不同的实数根;
当0∆=,方程有两个相同的实数根(一个根);
当0∆<方程没有实数根。
此题关于x 的方程有两个不同的实数根,即有2
Δ40m =->,解得2m <-或2m >.故选C. 2.利用零点存在定理和函数单调性求零点问题
例2: (09天津)设函数1()ln (0),3
f x x x x =->则()y f x = A 在区间1(,1),(1,)e e 内均有零点。
B 在区间1(,1),(1,)e 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,在区间(1,)e 内有零点。
解析:解决零点的分布问题,主要依据零点的存在性定理:如果函数)(x f y =在区间],[b a 上的图象是连续不断的一条曲线,并且有()()0.<b f a f ,那么函数)(x f y =在区间),(b a 内有零点。
既存在),(b a c ∈,使得0)(=c f ,这个c 也就是方程的根。
由题得()0131)1(,013,31)1(>+=<-==e e f e e f f ,所以()x f 在
()e ,1又x
x x x f 33131)`(-=-=,令0)`(>x f 得3>x ;令0)`(<x f 得30<<x ;,故知函数)(x f 在区间)3,0(上为减函数,在区间),3(+∞为增函数,所以)(x f y =在区间⎪⎭⎫
⎝⎛1,1e 内
无零点,故选择D 。
3.利用函数图像求函数零点问题
求两个简单函数构成的函数表示为 ()()()F x f x g x =-时,求()F x 零点个数,就可以转化为函数()f x 和()g x 交点的问题。
例3函数()e 2x f x x =+-的零点所在的一个区间是( ).
A.()2,1--
B.()1,0-
C.()0,1
D.()1,2
解法一:零点定理
解:(1).因为()00e 0210f =+-=-<,()1
1e 12e 10f =+-=->,
所以函数()e 2x
f x x =+-的零点所在的一个区间是()0,1.故选C. 解法二:图像法
(1). ()e 2x f x x =+- 可化为2x
e x =-+.
画出函数x y e =和2y x =-+的图象,可观察得出C 正确.
4.求分段函数的零点问题
分段函数的两点的零点只要分别考虑两段函数的零点函数即可。
如果零点可求的话可以直接分段求零点。
当函数比较复杂的时候就可以直接画出大概的草图,再判断零点个数。
如果遇到的分段函数较为复杂,也可以利用题型2、3用到的方法来求判断零点。
例4.函数f (x )=223,02ln ,0
x x x x x ⎧+-≤⎨-+>⎩的零点个数为()
A.2
B.2
C.1
D.0
【解析】当0x ≤时,令2
230x x +-=解得3x =-;
当0x >时,令2ln 0x -+=解得100x =,所以已知函数有两个零点,选B 。
三、 练习题
选择填空:
1.已知关于x 的不等式022>+-a ax x 在R 上恒成立,则实数a 的取值范
围是_________.
2.函数()x
x x f 9lg -=的零点所在的大致区间是( ) A ()2,1 B ()5,2 C ()10,5 D ()+∞,10
3.函数()lg cos f x x x =-的零点有 ( )
A .4 个
B .3 个
C .2个
D .1个
4.若函数为()lg cos f x x x =-,则有 个零点.
5.若关于x 的方程2a x x a =+()0>a 有两个不同的实数根,求a 的取值
范围 .
6.(2009山东)若函数f(x)=a x -x-a(a>0且a ≠1)有两个零点,则实数a 的取值范围是 .
7.方程223x x -+=的实数解的个数为 .
8.函数 22,0()26ln ,0
x x f x x x x ⎧-≤=⎨-+>⎩ 的零点个数是___________。
解答题:
1.(2009陕西卷节选)已知函数3()31,0f x x ax a =--≠,若()f x 在1x =-处取得极值,直线y=m 与()y f x =的图象有三个不同的交点,求m 的取值范围。
四、课堂小结解决函数零点存在的区间或方程根的个数问题的主要方法有函数零点定理和应用函数图像进行判断;根据函数零点的性质求解参数的取值范围主要有分类讨论、数形结合、等价转换等方法,注重导数求出函数的单调区间和画出函数的图像的应用可以有效解决和零点相关的问题.。